Yan Language:
The ST Equipment & Technology LLC (STET) oluya igbanu tribo-electrostatic jẹ ti o baamu fun anfani ni itanran pupọ (<1μm) to niwọntunwọsi isokuso (500μm) patikulu nkan ti o wa ni erupe ile, pẹlu ṣiṣe giga pupọ. Awọn awari idanwo ṣe afihan agbara ti ipinya STET lati ni anfani awọn ayẹwo bauxite nipa jijẹ alumina ti o wa lakoko ti o dinku ifaseyin ati siliki lapapọ. Imọ-ẹrọ STET ni a gbekalẹ bi ọna lati ṣe igbesoke ati awọn idogo bauxite iṣaaju-iṣaro fun lilo ninu iṣelọpọ alumina. Ṣiṣẹ gbigbẹ pẹlu ipinya STET yoo ja si idinku ninu awọn idiyele iṣẹ ṣiṣe ti isọdọtun nitori agbara kekere ti omi onisuga caustic, awọn ifipamọ ni agbara nitori iwọn kekere ti awọn oxides inert ati idinku ninu iwọn didun awọn iṣẹku ile -iṣẹ alumina (ARR tabi pẹtẹpẹtẹ pupa). Ni afikun, imọ -ẹrọ STET le fun awọn alamọran alumina awọn anfani miiran pẹlu awọn ifipamọ quarry ti o pọ sii, itẹsiwaju ti aaye aaye pẹtẹpẹtẹ pupa, ati igbesi aye iṣẹ ṣiṣe ti awọn maini bauxite ti o wa tẹlẹ nipasẹ imudara iṣamulo quarry ati mimu iwọn gbigba pọ si. Ọja ti ko ni omi ati kemikali-ọfẹ nipasẹ ọja ti iṣelọpọ nipasẹ ilana STET jẹ lilo fun iṣelọpọ simenti ni awọn ipele giga laisi itọju iṣaaju, ni idakeji si pẹtẹ pupa ti o ni opin atunlo anfani.
1.0 ifihan
Aluminiomu gbóògì jẹ ti aringbungbun pataki fun iwakusa ati Metallurgy ile ise ati ki o Pataki fun orisii ise [1-2]. Nigba ti aluminiomu ni wọpọ ti fadaka ano ri lori ile aye, ni lapapọ nipa 8% ti awọn Earth ká erunrun, bi ohun ano ti o jẹ ifaseyin ati Nitorina ko ni waye nipa ti [3]. nibi, aluminiomu-ọlọrọ irin aini lati wa ni yọ si èso alumina ki o si aluminiomu, Abajade ni significant iran ti awọn iṣẹku [4]. Bi awọn didara ti bauxite idogo agbaye sile, awọn iran ti aloku posi, farahan italaya si awọn alumina ki o si aluminiomu-sise ise ni awọn ofin ti processing owo, owo ti nu ati awọn ikolu lori awọn ayika [3].
Awọn jc starting ohun elo fun aluminiomu refining ni bauxite, ni agbaye ni akọkọ ti owo orisun ti aluminiomu [5]. Bauxite jẹ ẹya idarato aluminiomu hydroxide sedimentary apata, yi lati laterization ati weathering ti apata ọlọrọ ni iron oxides, aluminiomu oxides, tabi awọn mejeeji commonly ni awọn kuotisi ati clays bi kaolin [3,6]. Bauxite apata oriširiši okeene ti awọn aluminiomu ohun alumọni gibbsite (Al(OH)3), boehmite (c-Ålö(OH)) ati diaspore (a-Ålö(OH)) (Table 1), ki o si ti wa ni maa adalu pẹlu awọn meji irin oxides goethite (FeO(OH)) ati hematite (Fe2O3), awọn aluminiomu amo ni erupe kaolinite, kekere oye akojo ti anatase ati / tabi awọn Titania (TiO2), ilmenite (FeTiO3) ati awọn miiran impurities ni kekere tabi kakiri oye [3,6,7].
Awọn ofin trihydrate ati monohydrate ti wa ni commonly lo nipa ise lati le ṣe iyatọ orisirisi orisi ti bauxite. Bauxite ti o ti wa ni mo tabi fere gbogbo gibbsite ara ni a npe ni a trihydrate irin; ti o ba ti boehmite tabi diaspore ni o wa ni ako ohun alumọni o ti wa ni tọka si bi monohydrate irin [3]. Apapo ti gibbsite ati boehmite ni o wa wọpọ ni gbogbo awọn orisi ti bauxites, boehmite ati diaspore kere wọpọ, ati gibbsite ati diaspore toje. Kọọkan iru ti bauxite irin mu awọn oniwe-ara italaya ni awọn ofin ti ni erupe ile processing ati beneficiation fun awọn iran ti alumina [7,8].
Table 1. Kemikali tiwqn ti Gibbsite, Boehmite ati Diaspore [3].
| Chemical Composition | Gibbsite AL(OH)3 or Al2O3.3H2awọn | Boehmite ALO(OH) or Al2awọn3.H2awọn | Diaspore ALO(OH) or Al2awọn3.H2awọn |
|---|---|---|---|
| Al2awọn3 wt% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) wt% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Bauxite idogo ti wa ni tan ni agbaye, okeene sẹlẹ ni ni Tropical tabi subtropical awọn ẹkun ni [8]. Bauxite iwakusa ti awọn mejeeji metallurgical ati ti kii-metallurgical ite ores ni ikangun si awọn iwakusa ti miiran ise awọn ohun alumọni. deede, awọn beneficiation tabi itoju ti bauxite wa ni opin si crushing, sieving, fifọ, ati gbigbe ti awọn robi irin [3]. Flotation ti a ti oojọ fun awọn Igbegasoke ti awọn kekere-ite bauxite ores, sibẹsibẹ o ti ko fihan gíga yan ni kọ kaolinite, pataki kan orisun ti ifaseyin yanrin paapa ni trihydrate bauxites [9].
Awọn olopobobo ti bauxite yi ni aye ti wa ni lo bi kikọ sii fun ẹrọ ti alumina nipasẹ awọn Bayer ilana, ọna tutu-kemikali caustic-leach ninu eyiti Al_2 O_3 ti tuka ninu apata bauxite nipa lilo ojutu ọlọrọ omi onisuga caustic ni iwọn otutu ti o ga ati titẹ [3,10,11]. paradà, awọn olopobobo ti alumina wa ni nlo bi kikọ sii fun isejade ti aluminiomu irin nipasẹ awọn Hall-Héroult ilana, eyi ti o je electrolytic idinku ti alumina ni a wẹ ti cryolite (Na3AlF6). O gba nipa 4-6 toonu ti si dahùn o bauxite to èso 2 t ti alumina, eyi ti o ni wa Egbin ni 1 t ti aluminiomu irin [3,11].
The Bayer ilana ti wa ni initiated nipa dapọ fo ati finely ilẹ bauxite pẹlu awọn Leach ojutu. Abajade slurry ti o ni awọn 40-50% okele ni ki o pressurized ati kikan pẹlu nya. Ni yi igbese diẹ ninu awọn ti alumina ti wa ni tituka ki o si awọn fọọmu tiotuka soda aluminate (NaAlO2), ṣugbọn nitori awọn niwaju ifaseyin yanrin, a eka soda aluminiomu silicate tun precipitates eyi ti o duro a isonu ti awọn mejeeji alumina ati onisuga. Abajade slurry ti wa ni fo, ati awọn aloku ti ipilẹṣẹ (i.e., pupa pẹtẹpẹtẹ) ti wa ni decanted. Soda aluminate wa ni ki o precipitated jade bi aluminiomu trihydrate (Al(OH)3) nipasẹ a seeding ilana. Abajade caustic omi onisuga ojutu ti wa ni recirculated sinu Leach ojutu. Níkẹyìn, awọn filtered ati ki o fo ri alumina trihydrate ti wa ni lenu ise tabi calcined to èso alumina [3,11].
Leaching awọn iwọn otutu le ibiti lati 105 ° C to 290 ° C ati ki o bamu mọni ibiti lati 390 kPa to 1500 kPa. Isalẹ awọn iwọn otutu sakani wa ni lilo fun bauxite ninu eyi ti fere gbogbo awọn wa alumina jẹ bayi bi gibbsite. Awọn iwọn otutu ti o ga julọ ni a nilo lati digedepositsst bauxite nini ipin nla ti boehmite ati diaspore. Ni awọn iwọn otutu ti 140 ° C tabi kere si aaye gibbsite nikan ati awọn ẹgbẹ kaolin jẹ tiotuka ninu oti onisuga caustic ati nitorinaa iru iwọn otutu ni o fẹ fun sisẹ alumina trihydrate . Ni otutu ti o tobi ju 180 ° C alumina bayi bi trihydrate ati monohydrate ni o wa recoverable ni ojutu ati awọn mejeji clays ati free kuotisi di ifaseyin [3]. Ọna ipo bi otutu, titẹ ati reagent doseji ti wa ni nfa nipasẹ awọn iru ti bauxite ati ki o Nitorina kọọkan alumina refinery ti wa ni sile lati kan pato iru ti bauxite irin. Awọn isonu ti gbowolori caustic omi onisuga (NaOH) ati awọn iran ti pupa pẹtẹpẹtẹ ti wa ni mejeji jẹmọ si awọn didara ti bauxite lo ninu awọn refining ilana. Ni Gbogbogbo, awọn kekere ti awọn Al_2 O_3 akoonu ti bauxite, ni o tobi iwọn didun ti pupa pẹtẹpẹtẹ ti yoo wa ni ti ipilẹṣẹ, bi awọn ti kii-Al_2 O_3 awọn ifarahan ti wa ni ti ao bi pupa pẹtẹpẹtẹ. Ni afikun, awọn ti o ga ni kaolinite tabi ifaseyin yanrin akoonu ti bauxite, awọn diẹ pupa pẹtẹpẹtẹ yoo wa ni ti ipilẹṣẹ [3,8].
Ga-ite bauxite ni soke si 61% Al_2 O_3, ati ọpọlọpọ awọn ọna bauxite idogo -typically tọka bi ti kii-metallurgical ite- ni o wa daradara ni isalẹ yi, lẹẹkọọkan bi kekere bi 30-50% Al_2 O_3. Nitori awọn ti o fẹ ọja ni a ga ti nw
Al_2 O_3, awọn ti o ku oxides ni bauxite (Fe2O3, SiO2, TiO2, Organic ohun elo) ti wa ni niya lati Al_2 O_3 ati kọ bi alumina refinery iṣẹku (ARR) tabi pupa amọ nipasẹ awọn Bayer ilana. Ni Gbogbogbo, isalẹ didara awọn bauxite (i.e., kekere akoonu Al_2 O_3) awọn diẹ pupa pẹtẹpẹtẹ ti o ti wa ni ti ipilẹṣẹ fun pupọ ti alumina ọja. Ni afikun, ani diẹ ninu awọn Al_2 O_3 ara ohun alumọni, paapa kaolinite, gbe awọn undesirable ẹgbẹ aati nigba ti refining ilana ati ja si ilosoke ninu pupa pẹtẹpẹtẹ iran, bi daradara bi a isonu ti gbowolori caustic omi onisuga kemikali, kan ti o tobi ayípadà iye owo ni awọn bauxite refining ilana [3,6,8].
Red pẹtẹpẹtẹ tabi ARR o duro kan ti o tobi ati lori-ti lọ ipenija fun awọn aluminiomu ile ise [12-14]. Red pẹtẹpẹtẹ ni significant péye caustic kemikali ajẹkù ti lati refining ilana, ati ki o jẹ gíga ipilẹ, igba pẹlu kan pH ti 10 - 13 [15]. O ti wa ni ti ipilẹṣẹ ni o tobi ipele ni agbaye - ni ibamu si awọn Usgs, ifoju agbaye alumina gbóògì wà 121 milionu toonu ni 2016 [16]. Eleyi yorisi ni ifoju 150 milionu toonu ti pupa pẹtẹpẹtẹ ti ipilẹṣẹ nigba ti akoko kanna [4]. Pelu ti nlọ lọwọ iwadi, pupa pẹtẹpẹtẹ Lọwọlọwọ ni o ni diẹ lopo le yanju ototo to anfani ti tun-lilo. O ti wa ni ifoju-wipe gan kekere ti pupa pẹtẹpẹtẹ ni beneficially re-lo ni agbaye [13-14]. dipo, awọn pupa pẹtẹpẹtẹ wa ni ti fa lati alumina refinery sinu ibi ipamọ impoundments tabi landfills, ibi ti o ti wa ni ti o ti fipamọ ati ki o ni abojuto ni o tobi iye owo [3]. nitorina, mejeeji ohun aje ati ayika ariyanjiyan le wa ni ṣe fun imudarasi awọn didara ti bauxite saju to refining, ni pato ti o ba ti iru yewo le ṣee ṣe nipasẹ-kekere agbara ti ara Iyapa imuposi.
Lakoko ti o ti fihan ni ẹtọ ti bauxite ti wa ni o ti ṣe yẹ lati kẹhin fun opolopo odun, awọn didara ti awọn ẹtọ ti o le wa aje wọle wa ni declining [1,3]. fun refiners, ti o ba wa ni owo ti processing bauxite to Rii alumina, ati ki o bajẹ aluminiomu irin, yi ni a ipenija pẹlu mejeeji owo ati ayika lojo
Gbẹ awọn ọna bi electrostatic Iyapa le jẹ ti awọn anfani ti awọn bauxite ile ise fun awọn aso-fojusi ti bauxite saju si Bayer ilana. Electrostatic Iyapa ọna ti o lo olubasọrọ, tabi tribo-ina, gbigba agbara ni particularity awon nitori ti won o pọju lati ya kan jakejado orisirisi ti apapo ti o ni awọn conductive, insulating, ati ologbele-conductive patikulu. Tribo-ina gbigba agbara waye nigbati ọtọ, dissimilar patikulu collide pẹlu ọkan miiran, tabi pẹlu kan kẹta dada, Abajade ni a dada idiyele iyato laarin awọn meji patiku orisi. Awọn ami ati bii ti awọn idiyele iyato da gba lori awọn iyato ninu ohun itanna ijora (tabi ise iṣẹ) laarin awọn patiku orisi. Iyapa le ki o si wa ni waye nipa lilo ohun externally loo ina oko.
Awọn ilana ti a ti nlo industrially ni inaro free-isubu iru separators. Ni free-isubu separators, awọn awon patikulu akọkọ gba idiyele, ki o si ṣubu nipa walẹ nipasẹ kan ẹrọ pẹlu titako amọna ti o waye kan to lagbara ina oko to deflect awọn afokansi ti awọn patikulu gẹgẹ bi ami ki o si bii ti won dada idiyele [18]. Free-isubu separators le jẹ munadoko fun isokuso patikulu sugbon ti wa ni ko munadoko ni mimu patikulu finer ju nipa 0.075 to 0.1 mm [19-20]. Ọkan ninu awọn julọ ileri titun idagbasoke ni gbẹ ni erupe ile separations ni awọn tribo-electrostatic igbanu separator. Yi ọna ti tesiwaju awọn patiku iwọn ibiti o to finer patikulu ju mora electrostatic Iyapa imo, sinu ibiti ibi ti nikan flotation ti aseyori ninu awọn ti o ti kọja.
Tribo-electrostatic Iyapa lilo itanna idiyele iyato laarin awọn ohun elo yi ni dada olubasọrọ tabi triboelectric gbigba agbara. Ni simplistic ona, nigbati meji elo ni o wa ni olubasọrọ, awọn ohun elo ti pẹlu kan ti o ga ijora fun electros anfani elekitironi bayi ayipada odi, nigba ti awọn ohun elo ti pẹlu kekere itanna ijora agbara idiyele rere.
The ST Equipment & Technology (STET) tribo-electrostatic igbanu separator ipese a aramada beneficiation ipa lati kọkọ-koju bauxite ores. Awọn STET gbẹ Iyapa ilana ipese bauxite ti onse tabi bauxite refiners ohun anfani lati ṣe ami-Bayer-ilana Igbegasoke ti bauxite irin lati mu awọn didara. Yi ona ni o ni ọpọlọpọ awọn anfani, pẹlu: Idinku ninu awọn ọna iye owo ti refinery nitori kekere agbara ti caustic omi onisuga nipa atehinwa input ifaseyin yanrin; ifowopamọ ni agbara nigba refining nitori lati kekere ti iwọn didun ti inert oxides (Fe2awọn3, tio2, Non-ifaseyin SiO2) titẹ awọn pẹlu bauxite; kere ibi-sisan ti bauxite to refinery ati Nitorina kere agbara ibeere to ooru ati pressurize; idinku ni pupa pẹtẹpẹtẹ iran iwọn didun (i.e., pupa amọ to alumina ratio) nipa yiyọ ifaseyin yanrin ati inert afẹfẹ; ati, tighter Iṣakoso lori input bauxite didara eyi ti o din ilana upsets ati ki o gba refiners to afojusun bojumu ifaseyin yanrin ipele lati mu iwọn aimọ ijusile. Dara didara iṣakoso lori bauxite kikọ sii to refinery tun maximizes uptime ati ise sise. Jubẹlọ, idinku ni pupa pẹtẹpẹtẹ didun si tumo sinu kere itọju ati nu owo ati ki o dara iṣamulo ti wa tẹlẹ landfills.
Awọn preprocessing ti bauxite irin saju si Bayer ilana le pese significant anfani ni awọn ofin ti processing ati tita ti tailings. Ko pupa pẹtẹpẹtẹ, tailings lati kan gbẹ electrostatic ilana ni ko si kemikali ati ki o ko soju kan gun-igba ayika ibi ipamọ layabiliti. Ko pupa pẹtẹpẹtẹ, gbẹ nipasẹ-ọja / tailings lati kan bauxite ami-processing isẹ ti le wa ni nlo ni simenti manufacture bi nibẹ ni ko si ibeere lati yọ awọn soda, eyi ti o jẹ bonkẹlẹ si simenti manufacture. Ni o daju - bauxite jẹ tẹlẹ a wọpọ aise ohun elo fun Portland simenti ẹrọ. Extending ọna aye ti wa tẹlẹ bauxite maini le tun ti wa ni ami nipa imudarasi quarry iṣamulo ati mimu ki recovery.
2.0 esiperimenta
2.1 ohun elo
STET waiye ami-aseise ẹrọ ni lori 15 o yatọ si bauxite ayẹwo lati yatọ si awọn ipo ni ayika agbaye lilo a ibujoko-asekale separator. ti awọn wọnyi, 7 o yatọ si awọn ayẹwo wà
Table 2. Ja si ti kemikali onínọmbà bauxite ayẹwo.
2.2 awọn ọna
Adanwo ti won waiye lilo a ibujoko-asekale tribo-electrostatic igbanu separator, hereafter tọka bi 'benchtop separator'. Ibujoko-asekale igbeyewo ni akọkọ alakoso kan mẹta-alakoso ọna ẹrọ imuse ilana (Wo Table 3) pẹlu ibujoko-asekale imọ, awaoko-asekale igbeyewo ati owo-asekale imuse.
Awọn benchtop separator ti lo fun waworan fun eri ti tribo-electrostatic gbigba agbara ati lati mọ ti o ba a awọn ohun elo ti kan ti o dara tani fun electrostatic beneficiation. Awọn ifilelẹ ti awọn iyato laarin kọọkan nkan ti awọn ẹrọ ti wa ni gbekalẹ ni Table 3. Nigba ti awọn ẹrọ ti a lo laarin kọọkan alakoso yato si ni iwọn, ni isẹ opo ni taa kanna.
Table 3. Mẹta-alakoso imuse ilana lilo STET tribo-electrostatic igbanu separator ọna ẹrọ
| Phase | Used for: | Electrode Length cm | Type of Process |
|---|---|---|---|
| 1- Bench Scale Evaluation | Qualitative Evaluation | 250 | Batch |
| 2- Pilot Scale igbeyewo | Quantitative evaluation | 610 | Batch |
| 3- Commercial Scale Implementation | Commercial Production | 610 | Continuous |
Bi le ti wa ni ti ri ninu Table 3, awọn ifilelẹ ti awọn iyato laarin awọn benchtop separator ati awaoko-asekale ati owo-asekale separators ni wipe awọn ipari ti awọn benchtop separator jẹ to 0.4 igba awọn ipari ti awaoko-asekale ati owo-asekale sipo. Bi awọn separator ṣiṣe ni a iṣẹ ti awọn elekiturodu ipari, ibujoko-asekale igbeyewo ko le ṣee lo bi aropo fun awaoko-asekale igbeyewo. Pilot-asekale igbeyewo ni pataki lati mọ awọn iye ti awọn Iyapa ti awọn STET ilana le se aseyori, ati lati mọ ti o ba STET ilana le pade awọn ọja fojusi labẹ fun kikọ awọn ošuwọn. dipo, awọn benchtop separator ti lo lati ṣe akoso jade tani ohun elo ti o wa ni išẹlẹ ti lati fi eyikeyi significant Iyapa ni awaoko-asekale ipele. Results gba lori ibujoko-asekale yoo wa ni ti kii-iṣapeye, ati awọn Iyapa šakiyesi jẹ kere ju eyi ti yoo wa ni šakiyesi lori kan ti owo won STET separator.
Igbeyewo ni awaoko ọgbin jẹ pataki saju si owo asekale imuṣiṣẹ, sibẹsibẹ, igbeyewo ni ibujoko-asekale ti wa ni iwuri bi akọkọ alakoso awọn imuse ilana fun eyikeyi fi fun awọn ohun elo ti. pẹlupẹlu, ni igba ni eyi ti awọn ohun elo ti wiwa ni opin, awọn benchtop separator pese a wulo ọpa fun awọn waworan ti o pọju aseyori ise agbese (i.e., ise agbese ninu eyi ti onibara ati ise didara fojusi le wa ni pade lilo STET ọna).
2.2.1 STET Triboelectrostatic igbanu separator
Ni awọn tribo-electrostatic igbanu separator (olusin 1 ati Figure 2), awọn ohun elo ti ni je sinu tinrin aafo 0.9 - 1.5 cm laarin awọn meji ni afiwe ipele amọna. Awọn patikulu ti wa ni triboelectrically gba agbara nipasẹ interparticle olubasọrọ. Fun apere, ninu awọn idi ti a bauxite ayẹwo eyi ti akọkọ olugbe agbegbe ni o wa gibssite, kaolinite ati kuotisi ni erupe ile patikulu, awọn daadaa agbara (gibssite) ati awọn odi agbara (kaolinite ati kuotisi) wa ni ifojusi lati idakeji amọna. Awọn patikulu ti wa ni ki o si gbo soke nipa a lemọlemọfún gbigbe ìmọ-apapo igbanu ati ki o mu ni idakeji itọnisọna. Awọn igbanu rare ni patikulu nitosi si kọọkan elekiturodu si idakeji opin ti awọn separator. Ina oko nilo nikan gbe awọn patikulu a aami ida ti a centimeter lati gbe a patiku lati kan osi-gbigbe si a ọtun-gbigbe san. Awọn counter lọwọlọwọ sisan ti awọn yiya sọtọ patikulu ati ẹbọ triboelectric gbigba agbara nipa patiku collisions pese fun a ti ọpọlọpọ-ipele Iyapa ati awọn esi ni o tayọ ti nw ati gbigba ni a nikan-kọja kuro. Awọn ga igbanu iyara tun kí gidigidi ga throughputs, soke to 40 tonnu fun wakati lori kan nikan separator. Nipa ṣiṣe akoso orisirisi ilana sile, awọn ẹrọ laaye fun dara ju ti wa ni erupe ile ite ati imularada.
olusin 1. Sikematiki ti triboelectric igbanu separator
Awọn separator oniru jẹ jo o rọrun. Awọn igbanu ati ki o ni nkan rollers ni o wa ni nikan gbigbe awọn ẹya ara. Awọn amọna wa ni adaduro ati ki o kq ti ẹya bojumu o tọ awọn ohun elo ti. Awọn igbanu ti wa ni fi ṣe ṣiṣu awọn ohun elo ti. Awọn separator elekiturodu ipari ni to 6 mita (20 ft.) ati awọn iwọn 1.25 mita (4 ft.) fun iwọn ni kikun ti owo sipo. Awọn agbara agbara jẹ kere ju 2 monamona-wakati fun tonne ti awọn ohun elo ti ni ilọsiwaju pẹlu julọ ninu awọn agbara run nipa meji Motors iwakọ ni igbanu.
olusin 2. Apejuwe awọn ti Iyapa ibi
Awọn ilana ni o šee igbọkanle gbẹ, nbeere ko si afikun ohun elo ati ki o fun ko si egbin omi tabi air gaju. Fun erupe separations awọn separator pese a Bluetooth lati din omi lilo, fa Reserve aye ati / tabi bọsipọ ki o si reprocess tailings.
Awọn compactness ti awọn eto laaye fun ni irọrun ni fifi sori awọn aṣa. Awọn tribo-electrostatic igbanu Iyapa ọna ti jẹ logan ati industrially fihan ati awọn ti a akọkọ loo industrially si awọn processing ti edu ijona fly eeru ninu 1997. Awọn ọna ti o munadoko ninu yiya sọtọ erogba patikulu lati pe ijona ti edu, lati glassy aluminosilicate ni erupe patikulu ni fly eeru. Awọn ọna ti ti repo ninu muu atunlo ti awọn erupe ile-ọlọrọ fly eeru bi a simenti rirọpo ni nja gbóògì.
niwon 1995, lori 20 million tonnu ọja fly eeru ti a ti ni ilọsiwaju nipasẹ awọn STET separators sori ẹrọ ni awọn USA. Ise itan ti fly eeru Iyapa ti wa ni akojọ si ni Table 4.
Ni alumọni processing, awọn triboelectric igbanu separator ọna ẹrọ ti a ti lo lati ya a jakejado ibiti o ti ohun elo pẹlu calcite / kuotisi, talc / magnesite, ati barite / kuotisi.
olusin 3. Commercial tribo-electrostatic igbanu separator
Table 4. Ise ohun elo ti awọn tribo-electrostatic igbanu Iyapa fun fly eeru.
| IwUlO / agbara ibudo | Location | Ibere ti owo mosi | apo alaye |
|---|---|---|---|
| Duke Energy - Roxboro Station | North Carolina USA | 1997 | 2 Separators |
| Energy ede- Brandon eti okun | Maryland USA | 1999 | 2 Separators |
| Scotland Power- Longannet Station | Scotland UK | 2002 | 1 separator |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florida USA | 2003 | 2 Separators |
| South Mississippi Electric Power -R.D. Morrow | Mississippi USA | 2005 | 1 separator |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Canada | 2005 | 1 separator |
| OF npower-Didcot Station | England UK | 2005 | 1 separator |
| Talen Energy-Brunner Island Station | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Separators |
| Tampa Electric-Big tẹ Station | Florida USA | 2008 | 3 Separators |
| OF npower Aberthaw-Station | Wales UK | 2008 | 1 separator |
| EDF Energy-West Burton Station | England UK | 2008 | 1 separator |
| ZGP (Lafarge Cement /Ciech Janikosoda JV) | Poland | 2010 | 1 separator |
| Korea Guusu Power- Yeongheung | Koria ti o wa ni ile gusu | 2014 | 1 separator |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Poland | 2018 | 1 separator |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Japan | 2018 | 1 separator |
| Armstrong Fly Ash- Eagle Cement | Philippines | 2019 | 1 separator |
| Korea Guusu Power- Samcheonpo | Koria ti o wa ni ile gusu | 2019 | 1 separator |
2.2.2 Ibujoko-asekale igbeyewo
Awọn idanwo ilana deede ni a ṣe ni ayika ibi -afẹde kan pato lati mu ifọkansi Al_2 O_3 pọ si ati lati dinku ifọkansi ti awọn ohun alumọni gangue. Igbeyewo won waiye lori awọn benchtop separator labẹ ipele ipo, pẹlu igbeyewo ošišẹ ti ni àdáwòkọ lati ṣedasilẹ duro ipinle, ki o si rii daju wipe eyikeyi ti ṣee ṣe carryover ipa lati išaaju majemu ti a ko kà. Šaaju si kọọkan igbeyewo, a kekere kikọ sii iha-ayẹwo ti a gba (ni pataki bi 'Feed'). Lori eto gbogbo isẹ oniyipada, awọn ohun elo ti a ti je sinu benchtop separator lilo ohun ina vibratory atokan nipasẹ awọn aarin ti awọn benchtop separator. Ayẹwo ni won gba ni opin ti kọọkan ṣàdánwò ati awọn ìwọn ti ọja opin 1 (ni pataki bi 'E1') ati ọja opin 2 (ni pataki bi 'E2') ni won pinnu lilo a ofin-fun-isowo kika asekale. Fun bauxite ayẹwo, 'E2' ibamu si awọn bauxite-ọlọrọ ọja. Fun kọọkan ṣeto ti iha-ayẹwo (i.e., Feed, E1 ati E2) OFIN, akọkọ oxides tiwqn nipa XRF, ifaseyin yanrin ati ki o wa alumina ti pinnu. XRD karakitariasesonu ti a ṣe lori yan iha-ayẹwo.
3.0 Awọn abajade ati ijiroro
3.1. ayẹwo Mineralogy
Esi ti awọn pipo XRD itupale fun kikọ awọn ayẹwo ti wa ni to wa ni Table 5. Awọn opolopo ninu awọn ayẹwo ni won nipataki kq gibbsite ati orisirisi oye ti goethite, hematite, kaolinite, ati kuotisi. Ilmenite ati anatase wà tun eri ni kekere oye ni opolopo ninu awọn ayẹwo.
Nibẹ je kan ayipada ninu awọn ni erupe ile tiwqn fun S6 ati S7 bi awọn wọnyi kikọ ayẹwo ni won nipataki kq diaspore pẹlu kekere oye ti calcite, hematite, goethite, boehmite, kaolinite, gibbsite, kuotisi, anatase, ati rutile ni ri. An amorphous alakoso ti a tun ri ninu S1 ati S4 ati larin lati to 1 to 2 ogorun. Yi je jasi nitori boya niwaju kan ti a ti smectite ni erupe, tabi ti kii-okuta awọn ohun elo ti. Niwon yi awọn ohun elo ti ko le wa ni taara won, awọn esi fun awọn wọnyi ayẹwo yẹ ki o wa kà isunmọ.
3.2 Ibujoko-asekale adanwo
A jara ti igbeyewo gbalaye a ṣe lori kọọkan ni erupe ile awọn ayẹwo Eleto ni mimu Al2O3 ati dinku SiO_2 akoonu. Eya ninu fifokansi si bauxite-ọlọrọ ọja yoo jẹ ti itọkasi ti rere gbigba agbara ihuwasi. Awọn esi ti wa ni han ni Table 6
Table 5. XRD igbekale ti kikọ awọn ayẹwo.
Table 6. Lakotan Results.
Igbeyewo pẹlu awọn STET benchtop separator afihan significant ronu ti Al2O3 fun gbogbo awọn ayẹwo. Iyapa ti Al2O3 ti a woye fun S1-5 eyi ti o wà ni pato gibbsite, ati ki o tun fun S6-7 eyi ti o wà ni pato diaspore. Ni afikun, awọn miiran pataki eroja ti Fe2O3, SiO2 ati TiO2 afihan significant ronu ni ọpọlọpọ igba. Fun gbogbo awọn ayẹwo, awọn ronu ti pipadanu on iginisonu (OFIN) tẹlé ronu ti Al2O3. Ni awọn ofin ti ifaseyin yanrin ati ki o wa alumina, fun S1-5 eyi ti o wa fere gbogbo gibbsite (aluminiomu trihydrate) iye yẹ ki o wa kà ni 145 ° C nigba ti fun S6-7 fun eyi ti awọn ako ni erupe ile ni diaspore (aluminiomu monohydrate) iye yẹ ki o wa iwon ni 235 ° C. Fun gbogbo awọn ayẹwo igbeyewo pẹlu awọn STET benchtop separator afihan a idaran ti ilosoke ninu wa alumina ati ki o kan significant idinku ninu ifaseyin yanrin to ọja fun awọn mejeeji trihydrate ati monohydrate bauxite ayẹwo. Movement ti pataki ni erupe ile eya ti a tun woye si ti wa ni graphically han ni isalẹ ni Figure 4.
Ni awọn ofin ti mineralogy, STET benchtop separator afihan fojusi ti awọn alumina ti nso eya gibbsite ati diaspore si bauxite-ọlọrọ ọja nigba ti nigbakannaa kọ miiran gangue eya. isiro 5 ati 6 fi selectivity ti ni erupe ile awọn ifarahan si bauxite-ọlọrọ ọja fun trihydrate ati monohydrate ayẹwo, lẹsẹsẹ. Selectivity ti a iṣiro bi awọn iyato laarin awọn ibi-deportment to ọja fun kọọkan ni erupe ile eya ati awọn ìwò ibi-gbigba to ọja. A rere selectivity jẹ ti itọkasi ti ni erupe ile fojusi si awọn bauxite-ọlọrọ ọja, ati ti ohun-ìwò rere gbigba agbara ihuwasi. ilodi si, a odi selectivity iye jẹ ti itọkasi ti fojusi si awọn bauxite-titẹ si apakan coproduct, ati ti ohun-ìwò odi gbigba agbara ihuwasi.
Fun gbogbo trihydrate kekere-otutu ayẹwo (i.e., S1, S2 ati S4) kaolinite towo a odi gbigba agbara iwa ati ogidi si bauxite-titẹ si apakan àjọ-ọja nigba ti gibbsite ogidi si bauxite-ọlọrọ ọja (olusin 5). Fun gbogbo monohydrate ga-otutu ayẹwo (i.e., S6 ati S7) mejeeji ifaseyin yanrin ti nso ohun alumọni, kaolinite ati kuotisi, towo a odi gbigba agbara ihuwasi. Fun awọn igbehin, diaspore ati boehmite royin si bauxite-ọlọrọ ọja ati towo kan rere gbigba agbara ihuwasi (olusin 6).
olusin 5. Selectivity ti ni erupe ile awọn ifarahan to ọja.
olusin 6. Selectivity ti ni erupe ile awọn ifarahan to ọja.
Wiwọn ti wa alumina ati ifaseyin yanrin hàn idaran ti ronu. Fun kekere otutu bauxites (S1-S5), iye ti ifaseyin yanrin bayi fun kuro ti wa alumina ti dinku lati 10-50% on a ojulumo igba (olusin 7). A iru idinku ti a woye ni ga otutu bauxites (S6-S7) bi le ti wa ni ti ri ninu Figure 7.
Awọn bauxite to alumina ratio ti a iṣiro bi awọn onidakeji ti awọn wa alumina. Awọn bauxite to alumina ratio ti a din ku nipa laarin 8 - 26% ni ojulumo awọn ofin fun gbogbo awọn ayẹwo idanwo (olusin 8). Eleyi jẹ o nilari bi o ti duro ẹya deede idinku ninu ibi-sisan ti bauxite ti o nilo lati wa ni je si awọn Bayer ilana.
olusin 7. Ifaseyin SiO2 fun kuro ti Wa Al2O3
olusin 8. Bauxite to Alumina ratio.
3.3 fanfa
Esiperimenta data se afihan wipe awọn STET separator pọ wa Al2O3 nigba ti nigbakannaa atehinwa SiO_2 akoonu. olusin 9 mu a ti ero aworan atọka ti awọn ti ṣe yẹ anfani ni nkan si awọn idinku ti ifaseyin yanrin ati ibisi wa alumina saju si Bayer ilana. Awọn onkọwe ṣe iṣiro pe owo anfaani si ohun alumina refiner yoo jẹ ni ibiti o ti $15-30 USD fun pupọ ti alumina ọja. Eleyi tan imọlẹ yee iye owo lati caustic omi onisuga sọnu si de-silicaton ọja (DSP), agbara ifowopamọ lati atehinwa input ti bauxite si refinery, idinku ni pupa pẹtẹpẹtẹ iran ati kekere kan wiwọle san ti ipilẹṣẹ lati ta ni kekere-ite bauxite nipasẹ-ọja to simenti ti onse. olusin 9 awọn akọsilẹ ti ṣe yẹ anfani ti imulo STET triboelectrostatic ọna bi a tumosi lati kọkọ-koju bauxite irin saju awọn Bayer ilana.
Fifi sori ẹrọ ti awọn STET Iyapa ilana fun bauxite ami-processing le wa ni ošišẹ ti boya ni alumina refinery tabi awọn bauxite mi ara. sibẹsibẹ, awọn STET ilana nbeere gbẹ lilọ ti awọn bauxite ores saju si Iyapa, lati liberate awọn gangue, nitorina ni eekaderi ti lilọ ati processing awọn bauxite ni refinery le jẹ diẹ qna.
Bi ọkan aṣayan – awọn gbẹ bauxite yoo wa ni ilẹ lilo daradara-mulẹ gbẹ lilọ ọna ẹrọ, fun apẹẹrẹ a inaro rola ọlọ tabi ikolu ọlọ. Awọn finely ilẹ bauxite yoo wa ni niya nipa awọn STET ilana, pẹlu awọn ga-alumina bauxite ọja ranṣẹ si awọn alumina refinery. Awọn fifi sori ẹrọ ti gbẹ lilọ yoo gba fun awọn imukuro ti tutu lilọ asa lo nigba ti Bayer ilana. O ti wa ni pe awọn ọna iye owo ti gbẹ lilọ ni yio jẹ ni aijọju afiwera si awọn ẹrọ iye owo ti tutu lilọ, paapa considering awọn tutu lilọ ošišẹ ti loni ti wa ni ošišẹ lori a gíga ipilẹ adalu, yori si akude itọju owo.
Awọn gbẹ kekere-ite bauxite àjọ-ọja (tailings) lati awọn Iyapa ilana yoo wa ni ta si simenti manufacture bi ohun alumina orisun. Bauxite ti wa ni commonly kun si simenti manufacture, ati awọn gbẹ àjọ-ọja, ko pupa pẹtẹpẹtẹ, ko ni soda eyi ti yoo se awọn oniwe-lilo ni simenti manufacture. Eleyi pese awọn refinery pẹlu kan ọna ti valorizing ohun elo ti yoo bibẹkọ ti jade kuro ni refining ilana bi pupa pẹtẹpẹtẹ, ati ki o yoo beere gun igba ipamọ, išeduro a iye owo.
An ọna iye owo isiro nipasẹ ošišẹ ti awọn onkọwe siro ise agbese kan anfaani ti $27 USD fun pupọ ti alumina, pẹlu awọn pataki Ipa waye nipasẹ idinku ninu caustic omi onisuga, idinku ni pupa pẹtẹpẹtẹ, valorization ti awọn àjọ-ọja ati idana ifowopamọ nitori kekere iwọn didun ti bauxite si refinery. nitorina ohun 800,000 pupọ fun odun refinery le reti a owo anfaani ti $21 M USD fun odun (Wo Figure 10). Eleyi onínọmbà ko ro o pọju ifowopamọ lati olorijori wọle tabi eekaderi owo ti bauxite, eyi ti o le siwaju mu ise agbese pada.
olusin 10. Anfani ti ifaseyin yanrin Idinku ati Wa Alumina ilosoke.
4.0 ipinnu
Ni soki, gbẹ processing pẹlu awọn STET separator ipese anfani lati se ina iye fun bauxite ti onse ati refiners. Awọn aso-processing ti bauxite saju to refining yoo din kemikali owo, kekere ti awọn iwọn didun ti pupa ẹrẹ ti ipilẹṣẹ ati ki o gbe ilana upsets. STET ọna le gba bauxite to nse lati tan ti kii-metallurgical ite sinu metallurgical ite bauxite - eyi ti o le din nilo fun wole bauxite ati / tabi fa exiting quarry awọn oluşewadi aye. STET ilana le tun ti wa ni muse lati se ina ti o ga didara ti kii-metallurgical ite ati ki o metallurgical ite bauxite, ati simenti ite bauxite nipasẹ-ọja saju si Bayer ilana.
Awọn STET ilana nilo kekere ami-itọju ti awọn erupe ile ati ki o nṣiṣẹ ni ga agbara - soke si 40 ohun orin fun wakati kan. Agbara agbara jẹ kere ju 2 monamona-wakati fun pupọ ti awọn ohun elo ti ni ilọsiwaju. pẹlupẹlu, awọn STET ilana ni a ni kikun commercialized ọna ẹrọ ni awọn ohun alumọni processing, ati nitorina ko ni ko beere awọn idagbasoke ti titun imo.
to jo
1. Bergsdalen, Havard, Anders H. Strømman, ati Edgar G. Hertwich (2004), “Awọn aluminiomu ise-ayika, ọna ẹrọ ati gbóògì”.
2. awọn, Subodh K., ati Weimin Yin (2007), “Awọn agbaye aluminiomu aje: Awọn ti isiyi ipinle ti awọn ile ise” Jẹ ká 59.11, pp. 57-63.
3. Vincent G. Hill & Errol D. Sehnke (2006), "Bauxite", ni Industrial alumọni & apata: eru, awọn ọja, ati Ipawo, Society fun Mining, Metallurgy ati Exploration Inc., Englewood, CO, pp. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “awọn itan, italaya, ati titun si idagbasoke ninu isakoso ati lilo ti bauxite aloku”, Journal of Sustainable Metallurgy 2.4, pp. 316-331
5. Gendron, Robin S., Mats Ingulstad, ati Espen Storli (2013), "Aluminiomu irin: awọn oselu aje ti awọn agbaye bauxite ile ise ", UBC Press.
6. okun, H. R. (2016), “bauxite mineralogy”, Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals, Springer, Cham, pp. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”Awọn mineralogy ti bauxite fun producing ileru-ite alumina ", Jẹ ká 53.12, pp. 36-40.
8. Hill, V. G., ati R. J. Robson (2016), “Awọn classification ti bauxites lati Bayer ọgbin standpoint”, Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals, Springer, Cham, pp. 30-36.
9. Songqing, Gu (2016). “Chinese bauxite ati awọn oniwe-ipa lori Alumina Production ni China”, Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals, Springer, Cham, pp. 43-47.
10. Habashi, Fathi (2016) “A Ọgọrun Ọdun ti awọn Bayer ilana fun Alumina Production” Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals, Springer, Cham, pp. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, ati A. R. Carr (2016) “Ipilẹ agbekale ti Bayer ilana design”, Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals, Springer, Cham, pp. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “The Alumina Technology Roadmap”, Awọn ibaraẹnisọrọ Kika iwe ni Light Metals. Springer, Cham, pp. 94-99.
13. Liu, Wanchao, et al. (2014), “Environmental iwadi, isakoso ati iṣamulo ti pupa pẹtẹpẹtẹ ni China”, Journal of Isenkanjade Production 84, pp. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “awọn itan, italaya, ati titun si idagbasoke ninu isakoso ati lilo ti bauxite aloku”, Journal of Sustainable Metallurgy 2.4, pp. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, ati Yonggui Wu (2007), “Karakitariasesonu ti pupa pẹtẹpẹtẹ yo lati a ni idapo Bayer ilana ati bauxite calcination ọna”, Journal of oloro ohun elo 146.1-2, pp. 255-261.
16. U.S. Geological Survey (Usgs) (2018), "Bauxite ati Alumina", ni bauxite ati Alumina Statistics ati alaye.
17. Paramguru, R. K., P. C. Rath, ati V. N. Misra (2004), “Po si ni pupa pẹtẹpẹtẹ iṣamulo-a awotẹlẹ”, erupe processing & Extractive Metall. Rev. 2, pp. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Atunwo of Electrical Iyapa ọna, Apá 1: Pataki ise, ohun alumọni & Metallurgical Processing ", vol. 17, ko si. 1, pp 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Atunwo of Electrical Iyapa ọna, Apá 2: Practical riro, ohun alumọni & Metallurgical Processing ", vol. 17, ko si. 1, pp 139-166.
20. Ralston ìwọ. (1961), Electrostatic Iyapa ti Adalu granular okele, Elsevier Publishing Company, jade ti ta.
