鉱物の乾燥摩擦電気分離の経済的な利点

鉱物の乾燥摩擦電気分離の経済的な利点

ルイス ・ ベーカー, カイル P. フリン, フランクは、J. Hrach, スティーブン ・ Gasiorowski

ST 装置 & 技術 LLC, マサチューセッツ州ニーダム 02494 アメリカ

抽象的な

ST 装置 & 技術 LLC (イキ) トライボ静電ベルトセパレータは、鉱物加工業界に完全に乾燥した技術で微細な材料を受け入れるための手段を提供します. 内部充電/再充電およびリサイクルによる高効率多段分離により、他の従来の単段静電システムよりもはるかに優れた分離性を実現. 摩擦ベルト セパレーター技術は別のガラス質のアルミノケイ酸塩/炭素の混合物を含む材料の広い範囲に使用されています, 方解石/水晶, タルク ・ マグネサイト, 重晶石/水晶. STET システムの強化された分離機能は、浮選プロセスに非常に効果的な代替可能性があります。. トリボ静電ベルトセパレータの独立鉱物加工コンサルティング会社とバライトの従来の浮遊に対する経済比較 / 石英分離鉱物の乾燥処理の利点を示しています。. 資本と営業費用 ≥30% 減の浮選より少ない機器で単純なプロセス フロー シートでこの乾燥プロセスの成果の活用.

キーワード: 鉱物, 乾式分離, 重晶石, 充電 triboelectrostatic, ベルトの区切り記号, フライアッシュ

導入

世界の鉱業プロジェクトの実現可能性に影響を与える主要な要因になっている新鮮な水へのアクセスの欠如. ヒューバート ・ フレミングによると, 前ハッチ水担当グローバル ・ ディレクター, 「停止したものまたは一年間減速されている世界すべてのマイニング プロジェクトの, それはずっと, ほぼ 100% ケースの, 水の結果, 直接または indirectly‿ (インコグニート 2013)1. 乾燥鉱物処理方法この迫り来る問題にソリューションを提供します。.

泡浮選など湿式選別法化学試薬を安全に処理し、環境に配慮した方法で破棄する必要がありますを追加する必要. 必然的にそれはで動作することはできません。 100% 水リサイクル, 少なくともの処分を必要とするプロセス水の部分の, 化学試薬の微量を含んでいる可能性が高い.

静電分離などの乾燥方法は新鮮な水の必要性を排除します。, コストを削減する可能性を提供して. 乾燥鉱物分離における最も有望な新しい開発の一つは、トライボ静電ベルトセパレータです. この技術は従来の静電分離技術よりも細かい粒子を粒径範囲を拡張します。, 浮選のみが過去に成功されている範囲に.

トライボエレクトロ静電ベルト分離

トライボ静電ベルトセパレータは、表面接触またはトライボエレクトリック充電によって生成される材料間の電荷差を利用します. 2 つの材料が接触の場合, 電子に対する高い親和性材料は電子を得る、従って負の料金, 肯定的な電子親和性料が安い材料中. この連絡先の交換料金の普遍的にすべての材料の観察します。, 時いくつかの産業における問題は、静電の迷惑行為を引き起こしています。. 電子親和力は粒子表面の化学組成に依存して異なる組成の離散的な粒子の混合物で材料の相当な差動充電になります.

Triboelectrostatic ベルト区切りで (数字 1 と 2), 細い隙間に材料を供給します。 0.9 – 1.5 cm (0.35 -0.6 で。) 2 つの平行平面電極間. 粒子は、粒子間の接触によって充電 triboelectrically.

例えば, 石炭燃焼灰の場合, 炭素粒子と鉱物粒子の混合物, 反対側の電極に正荷電炭素と負荷電の鉱物を集めてください。. パーティクルは、連続的に移動するオープンメッシュベルトによって掃引され、反対方向に搬送されます。. ベルトの区切り記号の反対の端に各電極に隣接する粒子を動き. 電界は、パーティクルを左移動から右に移動するストリームにパーティクルを移動するために、パーティクルをわずか数センチメートルの割合で移動するだけで済みます。. 炭素鉱物衝突による分離粒子と連続的なトライボ電気充電のカウンター電流流れは多段階分離を提供し、シングルパス単位で優秀な純度および回復をもたらす. 高いベルトの速度も非常に高いスループットを有効に, まで 40 1 つの区切りに毎時トン. さまざまなプロセス ・ パラメーターを制御することにより, ベルト速度など, ポイントをフィードします。, 電極ギャップと送り速度, デバイスが低炭素の炭素含有量でフライアッシュを生成します。 2 % ± 0.5% 炭素までフィードの飛灰から 4% 超える 30%.

図 1. 摩擦ベルト区切りの模式図

セパレーターの設計は比較的シンプル. 関連するローラーおよびベルトが唯一の可動部分です。. 電極は、適切な耐久性のある材料で構成され、固定. ベルトはプラスチック素材でできています。. 区切り記号の電極の長さは約 6 メートル (20 ft。) 幅 1.25 メートル (4 ft。) 商業ユニットは完全なサイズの. 消費電力は約 1 ベルトを運転する 2 つのモーターの消費電力のほとんどを加工材料のトン当たりキロワット時.

図 2. 分離帯の詳細

プロセスは完全に乾燥させて, その他の材料を必要とせず、廃棄物の水や空気の排出量を生成します。. フライアッシュの分離からの炭素の場合, 回収材料から成っているフライアッシュ コンクリートのポゾラン用混和材としての使用に適したレベルに炭素含有量の減少, 発電所で書き込むことができる高炭素率. 製品ストリームの両方を使用する、 100% 飛灰の処分の問題を解決.

Triboelectrostatic ベルトは比較的コンパクトです. 処理するために設計された機械 40 毎時トンは約 9.1 メートル (30 ft) 長い, 1.7 メートル (5.5 ft。) 広いと 3.2 メートル (10.5 ft。) 高. 区切り記号から乾燥した材料を伝えるためにシステムから成る植物の必要なバランス. システムの小型化によりデザイン施工で柔軟.

図 3. 商業 triboelectrostatic ベルト セパレーター

他の静電分離プロセスとの比較

Triboelectrostatic ベルト分離技術は静電プロセスによって beneficiated をすることができます材料の幅を大きく広げる. 最もよく使われる静電プロセスが分離する材料の電気伝導率の差に依存します。. これらのプロセスで, 材料後連絡ください接地ドラムまたはプレート通常粒子は負荷電電離のコロナ放電による材料. 導電性材料はすぐに、その電荷を失うし、ドラムからスローされます。. 電荷はよりゆっくりと消散し、導電材料から分離した後にドラムから落下またはブラッシングされるので、非導電性材料はドラムに引き付けられ続ける. これらのプロセスは、ドラムまたはプレートにすべての粒子の必要な連絡先による容量の限られています。. これらの帯電プロセスの有効性もについての粒子に限られています。 100 μ m 以上のサイズ両方接地プレートと必要な粒子の流動と連絡を必要とするため. 異なるサイズの粒子の慣性効果による異なる流動ダイナミクスがあり、縮退分離になります. 次の図 (図 4) この種類のセパレーターの基本的な機能を示しています。.

図 4. ドラム型静電選別装置 (高齢者 2003)2

Triboelectrostatic 版は導電性の分離に限定されません。 / 非導電性材料が、異種表面化学と材料の摩擦接触による電荷移動の周知の現象に依存する. この現象は「何十年も無料 fall‿ 分離プロセスで使用されています. このようなプロセスが

図に示す 5. 粒子の混合物のコンポーネント最初開発別の料金の接触によって金属表面のいずれか, かで粒子には流動デバイスを餌にお問い合わせください。. 電極帯電界による粒子の落下、, 各粒子の軌道は、電荷が逆の電極に向かって偏向します。. ある特定の間隔の後, ストリームを分離する収集容器を採用します。. 典型的なインストール並分数のリサイクルと複数の区切り段階が必要. 一部のデバイスは、電極ゾーンによる粒子の搬送を支援するためにガスの着実なストリームを使用します。.

図 5. "無料 fall‿ triboelectrostatic 区切り文字

この種類の自由落下セパレーターも処理することができます材料の粒径に制限があります。. 「分離の smearing‿ を避けるため乱流最小限に抑えるため電極ゾーン内フローを制御する必要が. 微粒子の軌道が乱流を受けますので空力ドラッグ力微粒子が重力と静電気の力よりはるかに大きい. 非常に細かい粒子がまた電極表面上を収集する傾向がある、いくつかの方法で削除する必要があります。. 粒子未満 75 μ m は効果的に分離することはできません。.

別の制限は、電極ゾーン内で読み込み粒子が空間電荷効果を防ぐために低する必要があります。, 処理速度を制限します。. 電極ゾーンを通る材料を本質的に通過させることで、単段分離が生じる, 粒子の再充電の可能性がないので. そこで, 多段システムは、充電装置との後続の接触による材料の再充電を含む分離の程度を改善するために必要とされる. 結果として得られる機器のボリュームと複雑さに応じて増加します。.

他の利用可能な静電分離プロセスとは対照的, 三板圧ベルトセパレータは非常に細かい分離に理想的に適している (<1 μ m) やや粗 (300μ m) 非常に高いスループットを持つ材料. 材料の広い範囲に有効です充電帯電粒子と粒子-粒子接触を必要なだけ. 小さなギャップ, 高電界, カウンターの現在の流れ, 電極上のベルトの活発な粒子粒子攪拌および自己洗浄作用はセパレータの重要な特徴である. 充電による高効率多段分離 / 充電および内部のごみではるかに優れた結果し、従来の技術によって全く分離できない上質な素材に効果的です。.

トライボ静電ベルト分離の応用

フライアッシュ

トライボ静電ベルト分離技術は、最初に石炭燃焼フライアッシュの処理に工業的に適用されました。 1995. フライアッシュ用, 技術は、石炭の不完全燃焼から炭素粒子を分離することで効果的なされています。, 飛灰中のガラス質のアルミノケイ酸塩鉱物粒子から. この技術は、コンクリート生産におけるセメント交換として、ミネラル豊富なフライアッシュのリサイクルを可能にする上で役立っています。. 以来 1995, 19 トライボ静電ベルトセパレータは、米国で動作しています, カナダ, イギリス, ・ ポーランド, 上の処理 1,000,000 毎年大量のフライアッシュ. 技術は今もアジアのインストール, 韓国で今年最初の区切りと. フライアッシュ分離の産業の歴史は、表に記載されて 1.

テーブル 1. フライアッシュのためのトライボ静電ベルト分離の産業応用

鉱物のアプリケーション

静電分離は、広範囲のミネラルの受け入れに広く使用されている「マノシェリパート」 1 (2000)‿. ほとんどのアプリケーションは、コロナドラムタイプのセパレータを使用して材料の電気伝導度の違いを利用していますが、, フリーフォールセパレータ付きトライボ電動充電動作は、産業スケール「マノシェリパート」でも使用されています。 2 (2000)‿. 文献で報告された triboelectrostatic 処理のアプリケーションのサンプルは、表に記載されて 2. これはアプリケーションの網羅的なリストではありません。, この表は、鉱物の静電処理アプリケーションの潜在的な範囲を示しています.

テーブル 2. 鉱物の分離を報告 triboelectrostatic

豊富なパイロット プラントと鉱物産業の多くの挑戦的な材料分離のフィールド テストは、triboelectrostatic 帯の区切り記号を使用して行われています。. 分離結果の例の表 3.

テーブル 3. 例, triboelectrostatic ベルト分離手法を用いた鉱物の分離

Triboelectrostatic ベルトの区切り記号の使用されている, 効果的にそれを選鉱する多くの無機混合物. 区切り記号は約から粒子径を有する材料を処理できますので 300 μ m 未満 1 μ m, triboelectrostatic 分離、絶縁・導電性材料の効果, 技術は、従来の静電分離器の上該当する材料の範囲を大幅に拡張します。. 以来、トライボ- 静電プロセスは完全に乾燥させて, それの使用材料乾燥と液体廃棄物の浮選プロセスから処理する必要があります。.

TRIBOELECTROSTATIC ベルト分離のコスト

重晶石の従来の浮選に比較

研究のコスト比較は、STET によって委託され、Soutex 株式会社が実施. Soutex は、カナダのケベック州ベースの湿式浮選と静電分離プロセスの評価とデザインの両方で豊富な経験を持つエンジニア リング会社. この研究は、トリボ静電ベルト分離プロセスの資本コストと運営コストを、低品位のバリット鉱石の恩恵に対する従来の霜浮遊と比較した。. 両方の技術の低密度物質除去して、重晶石、アップグレードします。, 主に石英, アメリカ石油協会を生成するには (API) SG よりも大きいとグレードを重晶石の掘削 4.2 グラム/ml. 浮遊結果は、インド国立冶金研究所が実施したパイロットプラント研究に基づいていました (NML 2004)18. Triboelectrostatic ベルト分離結果は似たようなフィード鉱石を用いたパイロット プラント研究に基づいていた. 比較経済研究含まれてフローシート開発, 素材やエネルギーのバランス, 主要な機器のサイジングと浮選と摩擦のための引用- 静電ベルト分離プロセス. 両方されてのための基礎は同じです。, 処理 200,000 重晶石の t ・ y が SG とフィード 3.78 生成するには 148,000 SG グレード重晶石の製品を掘削の t ・ y 4.21 グラム/ml. 浮選プロセスの推定にプロセス水の任意のコストが含まれていません。, または水処理.

されては、重晶石の浮選プロセスの Soutex によって生成されました。 (図 6), およびトライボ静電ベルト分離プロセス (図 7).

図 6 重晶石浮上処理フローシート

図 7 バリット三圧帯分離プロセスフローシート

論文されては、原石の破砕システムを含まれていません, 両方の技術に共通であります。. サイクロンとウェット パルプのボールミルを使用して達成は浮選ケースの研削. トリボ静電ベルト分離ケースのフィード研削は、ドライを使用して達成されます, 縦型ローラーミルによる積分の動的な分類で.

三圧帯分離フローシートは浮遊よりも簡単です. トリボエレクトスタティックベルト分離は、化学試薬を添加することなく、単一段階で達成されます, シリカガングのうつ病としてバライトとケイ酸ナトリウムのコレクターとして使用されるオレイン酸との3段階浮遊と比較して. 重晶石の浮選に備えて肥厚のための試薬としても追加されます、凝集剤. トライボ静電ベルト分離には水散乾燥装置は不要, 増粘剤と比較してください。, フィルター プレス, 重晶石の浮選プロセスに必要な乾燥機.

資本と運用コスト

機器見積および考慮された原価法を使用して両方の技術の Soutex によって詳細な資本、営業原価見積を行った. 運用コストを動作して労働を含むように推定しました。, メンテナンス, エネルギー (電気や燃料), ・消耗品 (例えば, 浮上のための化学試薬コスト). 戦い山の近くにある架空の植物の典型的な値に基づいて入力コスト, ネバダ州アメリカ合衆国.

10 年以上の所有権の総コストは、資本コストと運用コストからと仮定して計算された、 8% 割引率. コスト比較の結果は、テーブルの相対的な割合として存在 4

テーブル 4. 重晶石の処理のためのコスト比較

Triboelectrostatic ベルト分離プロセスのための資本設備の総購入コストは若干よりより少し浮選. ただしは、機器のインストールを含むように総資本支出が計算されました。, 配管・電気のコスト, プロセス建築費と, 違いが大きい. 摩擦の資本コストの合計- 静電ベルト分離プロセスは 63.2% 浮選工程のコストの. ドライプロセスの大幅な低コストは、よりシンプルなフローシートから生じます. Triboelectrostatic ベルト分離プロセスの運用コストは、します。 75.5% 主に営業スタッフの要件が低いと低エネルギー消費のための浮選プロセスの.

Triboelectrostatic ベルト分離プロセスの所有権の総コストは大幅よりより少し浮選. 調査の著者, Soutex (株), triboelectrostatic ベルト分離プロセスでは、設備投資に明白な利点を提供していますを締結, 運用コスト, 操作の容易性.

結論

Triboelectrostatic ベルト区切りの鉱物加工業界同市完全乾燥技術と上質な素材に手段を提供します。. 環境に配慮したプロセスは、湿式処理と最終的な材料の必要な乾燥をなくすことができます。. プロセスはほとんど必要, もしあれば, 研削以外の材料の前処理と高容量で動作 - まで 40 コンパクトな機械で1時間あたりのトン. エネルギー消費が少ない, 未満 2 kWh/トンの加工材料. プロセスの唯一の潜在的な排出はほこりなので, 許可は比較的簡単.

トリボ静電ベルト分離プロセスとバリットの従来の霜浮遊を比較したコスト研究がSoutex社によって完成した. この研究は、乾燥トリボ静電ベルト分離プロセスの総資本コストが 63.2% 浮選プロセスの. トリボ静電ベルト分離の総運用コストは、 75.8% 浮選のコストの. 調査の著者はこう結論づけているドライ, トライボ静電ベルト分離プロセスはCAPEXの明らかな利点を提供する, 運用コスト, 操作の容易性.

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