미네랄의 건조 Triboelectric 분리의 경제 이점

미네랄의 건조 Triboelectric 분리의 경제 이점

루이스 베이커, 카일 P. 플 린, 프랭크 J. Hrach, 스티븐 가시오로프스키

세인트 장비 & 기술 LLC, Needham 매사 추세 츠 02494 미국

개요

세인트 장비 & 기술 LLC (키) tribostatic 벨트 분리기는 완전히 건조한 기술로 미세 한 물질을 베네피시아화 할 수있는 수단을 광물 가공 산업에 제공합니다.. 내부 충전/재충전 및 재활용을 통한 고효율 다단 분리는 다른 단일 단열 정전기 시스템과 는 다른 단일 단계 정전기 시스템보다 훨씬 우수한 분리를 제공합니다.. Triboelectric 벨트 분리기 기술 유리 aluminosilicates/탄소 혼합물을 포함 하 여 물자의 넓은 범위를 구분 하는 데 사용 되었습니다., 방해석/석 영, 활석/마 그네, 중/석 영. STET 시스템의 향상 된 분리 기능 부양 프로세스에 매우 효과적인 대안이 될 수 있습니다.. 바리트에 대한 기존의 부양 대 tribostatic 벨트 분리기의 독립적 인 광물 처리 컨설팅 회사에 의해 수행 경제 비교 / 석 영 분리에서는 미네랄에 대 한 건조 처리의 장점. 이 건조 과정 결과 간단 하 게 프로세스 흐름도 구명 자본 및 운영 비용 ≥30% 감소 보다 더 적은 장비에 활용.

키워드: 미네랄, 건조 분리, 중 정석, triboelectrostatic 충전, 벨트 분리기, 플라이 애쉬

소개

민물에 접근의 부족 되 고 광산 프로젝트는 세계 각국의 타당성에 영향을 미치는 주요 요소. 허버트 플레밍에 따르면, 해치 물에 대 한 전 세계적인 감독, "세계에 있는 모든 마이닝 프로젝트의 그 중 중지 되거나 지난 1 년 동안 느려, 그것은 되었습니다., 거의 100% 경우, 물 결과, 직접 또는 간접적으로 (대충 2013)1. 건조 광물 처리 방법을 제공이 어렴 풋 한 문제를 해결.

거품 부상 능력 같은 습식된 분리 방법을 안전 하 게 처리 하 고 환경적으로 책임 있는 방식으로 폐기 해야 하는 화학 시 약의 추가 필요. 필연적으로 그것은 작동 불가능 100% 물 재활용, 최소한의 처리를 요구의 과정의 부분, 아마 미 량 화학 시 약의를 포함 하.

신선한 물에 대 한 필요성을 제거 하는 정전기 분리 같은 건조 방법을 것입니다., 비용을 줄이기 위해 잠재력을 제공 하 고. 건조 광물 분리에 가장 유망한 새로운 발전의 하나는 triboelectrostatic 벨트 구분 기호. 이 기술은 기존의 정전 분리 기술 보다 미세한 입자에 입자 크기의 범위를 확장 했다, 어디만 부양에에서 성공 했다 과거 범위에.

TRIBOELECTROSTATIC 벨트 분리

Triboelectrostatic 벨트 구분 전기 요금 차이 표면 접촉 또는 충전 triboelectric 제작한 자료를 활용 하 여. 때 두 물질이 접촉, 전자에 대 한 높은 선호도 가진 물자 상승 전자 및 따라서 요금 제외, 낮은 전자 선호도 유료 긍정적인 물자 하는 동안. 이 연락처 교환의 보편적으로 모든 자료에 대 한 관찰, 때때로 정전기 성가신 일부 산업에서 문제를 일으키는. 전자 친화 입자 표면의 화학 성분에 따라 달라 집니다 및 다른 구성의 개별 입자의 혼합물에 있는 물자의 상당한 차동 충전 귀 착될 것 이다.

Triboelectrostatic 벨트 구분에 (피 규 어 1 그리고 2), 소재는 얇은 간격으로 먹인 다 0.9 – 1.5 cm (0.35 -0.6 에서.) 두 개의 평행한 평면 전극 사이. 입자 triboelectrically interparticle 접촉에 의해 부과 됩니다..

예를 들어, 석탄 연소 산재의 경우, 탄소 입자와 무기물 입자의 혼합물, 충전 된 탄소와 부정 청구 미네랄 반대 전극에 유인 하 고. 그런 다음 파티클이 연속이동 오픈 메쉬 벨트에 의해 휩쓸어 반대 방향으로 전달됩니다.. 벨트는 구분의 반대쪽 끝으로 각 전극에 인접 한 입자 이동. 전기장은 입자를 센티미터의 작은 분수만 이동하면 파티클을 왼쪽 이동에서 오른쪽 이동 스트림으로 이동합니다.. 탄소-광물 충돌에 의한 분리 입자와 지속적인 사분과 충전의 역전류 흐름은 다단 분리를 제공하고 단일 패스 유닛에서 우수한 순도와 회수를 제공합니다.. 높은 벨트 속도 또한 매우 높은 처리량을 수 있습니다., 최대 40 단일 분리기에서 시간당 톤. 다양 한 프로세스 매개 변수를 제어 하 여, 벨트 속도 등, 포인트를 피드, 전극 간격 및 피드 속도, 낮은 탄소 탄소 내용에 재를 생산 하는 장치 2 % ± 0.5% 피드에서 재에서 탄소에 이르기까지 비행 4% 이상 30%.

그림 1. Triboelectric 벨트 분리기의 회로도

구분 기호 디자인은 비교적 단순. 벨트와 관련 된 롤러는 유일한 이동 부분. 전극은 고정 하 고 적절 하 게 튼튼한 물자의 구성. 플라스틱 소재의 벨트가 이루어집니다.. 구분 기호 전극 길이 약 6 미터 (20 ft입니다.) 그리고 너비 1.25 미터 (4 ft입니다.) 전체 크기의 상업 단위에 대 한. 에 대 한 전력 소비는 1 벨트를 구동하는 두 개의 모터가 소비하는 대부분의 전력으로 처리되는 자재 톤당 킬로와트시.

그림 2. 분리 영역의 세부 사항

과정은 완전히 건조, 아무 추가 자료를 요구 하 고 아무 폐기물 물 또는 공기 배출량을 생산 하 고. 재 분판에서 탄소의 경우, 플라이 애쉬 콘크리트에서 소 혼합으로 사용 하기 위해 적합 한 수준으로 탄소 함량 감소의 복구 된 재료 구성, 그리고 식물을 생성 하는 전기에 점화 될 수 있는 높은 탄소 분수. 제공 하는 두 제품 스트림 활용 한 100% 산재 처리 문제에 해결책.

Triboelectrostatic 벨트 구분은 상대적으로 소형. 기계 처리 하도록 설계 되었습니다 40 시간당 톤은 대략 9.1 미터 (30 ft) 긴, 1.7 미터 (5.5 ft입니다.) 다양 하 고 3.2 미터 (10.5 ft입니다.) 높은. 식물의 필요한 균형 구분에서 건조 한 물자를 전달 하는 시스템의 구성. 시스템의 소형 설치 디자인의 유연성에 대 한 허용.

그림 3. 상업적인 triboelectrostatic 벨트 구분

다른 정전기 분리 프로세스 비교

Triboelectrostatic 벨트 분리 기술을 크게 정전기 프로세스에 의해 beneficiated 될 수 있는 자료의 범위를 확장. 가장 일반적으로 사용 되는 정전기 프로세스 분리 될 재료의 전기 전도도 차이에 의존. 이 과정에서, 자료 문의 해야 합니다 접지 드럼 또는 접시 일반적으로 입자는 부정적인 이온화는 코로나 방전에 의해 청구 자료 후. 전도성 재료 신속 하 게 그들의 책임을 잃을 것 이다 하 고 드럼에서 던져 질. 전하가 더 느리게 발산되고 전도성 물질에서 분리 된 후 드럼에서 떨어지거나 브러시되기 때문에 비 전도성 재료는 드럼에 계속 끌립니다.. 이러한 프로세스는 드럼 또는 접시에 모든 입자의 필요한 접촉으로 용량에 제한. 이러한 접촉 충전 프로세스의 효과 또한 입자의에 대 한 제한 100 접지 플레이트와 필요한 입자 흐름 역학에 접촉할 필요성으로 인해 μm 이상 크기. 다른 크기의 입자는 또한 관성 효과 인해 다른 흐름 역학 있고 저하 분리 될. 다음 다이어그램은 (그림 4) 이 유형의 구분의 기본 기능을 보여 줍니다..

그림 4. 드럼 정전기 분리기 (노인 2003)2

Triboelectrostatic 분판 전도성의 분리에 국한 되지 않습니다. / 비전도성 재료는 서로 다른 표면 화학 물질의 마찰 접촉에 의해 전하 전달의 잘 알려진 현상에 의존하지만. 이 현상은 수십 년 동안 "자유 낙하 분리 공정"에 사용되어 왔습니다.. 이러한 과정은

그림에 그림 5. 입자의 혼합물의 구성 요소 먼저 개발 다른 요금 접촉에 의해 금속 표면으로, 입자 입자 유동층 먹이 장치에에서 접촉 하는으로 또는. 입자 전극 영역에 있는 전기 분야를 통해가, 각 입자의 궤적의 반대 전극 쪽으로 편향. 특정 거리 후, 컬렉션 쓰레기통은 스트림을 분리 하 고용. 일반적인 설치 필요 여러 구분 단계 중간급 분수의 재활용. 일부 장치는 가스의 꾸준한 전극 영역을 통해 입자를 전달 하는를 사용 하 여.

그림 5. "자유 낙하" 트리보전기 분리기

자유 낙하 구분의이 유형을 처리할 수 있는 재료의 입자 크기 한계가. 난류를 최소화하기 위해 전극 영역 내의 흐름을 제어하여 "분리의 번짐"을 피해야 합니다.. 미세 입자의 궤도 더 많은 난 기류에 의해 영향을 때문에 미세 입자에는 공기 역학적 드래그 힘은 중력과 정전기 힘 보다 훨씬 더 큰. 아주 미세 입자 전극 표면에 수집 하는 경향이 또한 것 이다 하 고 몇 가지 방법으로 제거 해야 합니다.. 입자 보다는 더 적은 75 μm은 효과적으로 분리할 수 없습니다..

또 다른 한계는 입자 전극 영역 안에 로드 공간 충전 효과 방지 하기 위해 낮은 되어야 합니다., 처리 속도 제한 하는 어떤. 전극 영역을 통과하는 물질을 통과하는 것은 본질적으로 단일 스테이지 분리를 초래합니다., 입자를 재충전할 수 없기 때문에. 따라서, 다단계 시스템은 충전 장치와의 후속 접촉에 의한 재충전을 포함하여 분리 정도를 개선하는 데 필요합니다.. 결과 장비 양 및 복잡성 증가 따라.

다른 사용 가능한 정전기 분리 프로세스와 달리, triboelectrostatic 벨트 분리기 분리의 아주 좋은 적합 (<1 µ m) 적당히 굵고 하 (300µ m) 매우 높은 처리량으로 자료. 충전 triboelectric 입자 다양 한 재료에 대 한 효과적 이며 입자-입자 연락처 필요. 작은 간격, 높은 전기 분야, 카운터 전류 흐름, 전극에 벨트의 활발한 입자 입자 교반 및 자기 세척 작용은 분리기의 중요한 기능입니다. 충전을 통한 고효율 다단계 분리 / 충전 및 내부 재활용까지 우수한 분판 결과 이며 기존의 기법에 의해 전혀 분리 될 수 없는 좋은 재료에 효과적.

TRIBOELECTROSTATIC 벨트 분리의 응용 프로그램

플라이 애쉬

Triboelectrostatic 벨트 분리 기술은 처음 적용 된 산업으로에서 석탄 연소 산재 처리 1995. 재 응용 프로그램에 대 한, 기술은 석탄의 불완전 연소에서 탄소 입자를 분리에 효과가 있다, 플라이 애쉬에 유리 aluminosilicate 무기물 입자에서. 이 기술은 콘크리트 생산에서 시멘트 대체품으로 미네랄이 풍부한 플라이 애쉬의 재활용을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 해왔습니다.. 이후 1995, 19 triboelectrostatic 벨트 분리기는 미국에서 운영 되었습니다., 캐나다, 영국, 폴란드, 이상 처리 1,000,000 매년 플라이 애쉬의 톤. 기술은 이다 지금 또한 아시아에서 올해 한국에 설치 된 첫 번째 구분 기호를 사용. 재 분리의 산업 역사 테이블에 나열 됩니다. 1.

테이블 1. 산재에 대 한 산업용 응용 프로그램의 Triboelectrostatic 벨트 분리

광 응용 프로그램

정전기 분리는 광범위한 광물 "Manouchehri-Part"의 수혜에 광범위하게 사용되었습니다. 1 (2000)‿. 대부분의 응용 프로그램은 코로나 드럼 형 분리기와 재료의 전기 전도도의 차이를 활용하는 동안, 자유 낙하 분리기를 이용한 삼보전 충전 동작은 산업용 스케일 "마노우슈리-파트에서도 사용된다. 2 (2000)‿. 문학에서 보고 된 triboelectrostatic 처리의 응용 프로그램의 샘플 테이블에 나열 됩니다. 2. 이 응용 프로그램의 완전 한 리스트, 이 표에서 미네랄의 정전기 처리에 대 한 응용 프로그램의 잠재적인 범위를 보여 줍니다..

테이블 2. 미네랄의 보고 triboelectrostatic 분리

광범위 한 파일럿 플랜트 및 광물 산업에 많은 도전 소재 분판의 필드 테스트를 실시 했습니다 triboelectrostatic 벨트 구분 기호를 사용 하 여. 분리 결과의 예는 테이블에 표시 됩니다. 3.

테이블 3. 예제, triboelectrostatic 벨트 분리를 사용 하 여 미네랄 분판

Triboelectrostatic 벨트 분리기의 사용 되었습니다 많은 미네랄 혼합물을 효과적으로 beneficiate를 시연. 구분 기호 약에서 입자 크기와 재료를 처리할 수 있기 때문 300 μm 에서 이하 1 µ m, triboelectrostatic 분리 절연 성 및 전도성 재료에 대 한 효과적 이며, 기술은 크게 기존의 정전기 구분 기호에 해당 자료의 범위를 확장. 트리보 이후- 정전기 공정은 완전히 건조합니다., 건조 재료와 액체 폐기물 부양 프로세스에서 처리에 대 한 필요성을 제거 하는 그것의 사용.

TRIBOELECTROSTATIC 벨트 분리의 비용

중에 대 한 기존의 부양에 비교

연구 비용 비교 했다 STET에 의해 위임 하 고 Soutex Inc에 의해 실시. Soutex는 퀘벡 캐나다 기반으로 젖은 부양 및 정전기 분리 프로세스 평가 및 디자인 둘 다에서 광범위 한 경험과 엔지니어링 회사. 이 연구는 저급 바릿 광석의 수혜를 위한 기존의 거품 부양과 tribostatic belt 분리 공정의 자본 및 운영 비용을 비교했습니다.. 두 기술 업그레이드는 중 저밀도 고체의 제거에 의해, 주로 석영, 미국 석유 연구소를 생산하기 위해 (API) SG보다 큰 드릴링 그레이드 바리트 4.2 g /ml. 부양 결과는 인도 국립 야금 연구소에서 수행 한 파일럿 식물 연구를 기반으로했습니다. (NML 2004)18. Tribostatic 벨트 분리 결과는 유사한 피드 광을 사용하여 파일럿 식물 연구를 기반으로했다. 비교 경제 연구에는 유동계 개발이 포함되었습니다., 재료 및 에너지 균형, 부양 및 트리보 모두에 대한 주요 장비 크기 조정 및 견적- 정전기 벨트 분리 공정. 두 흐름시트의 기초는 동일합니다., 처리 200,000 SG와 바릿 피드의 t / y 3.78 생산하기 위해 148,000 SG와 드릴링 그레이드 바릿 제품의 t / y 4.21 g /ml. 부양 공정 추정치에는 공정수에 대한 비용이 포함되지 않았습니다., 또는 수처리.

유동표는 바리트 부양 공정을 위해 Soutex에 의해 생성되었습니다. (그림 6), triboelectrostatic 벨트 분리 과정 (그림 7).

그림 6 중 부양 과정 흐름도

그림 7 중 triboelectrostatic 벨트 분리 프로세스 흐름도

논문 조언해 원료 광 석 분쇄 시스템을 포함 하지 않습니다., 이 두 기술에 일반적인. 사이 클론 분류자와 젖은 펄프 볼 밀을 사용 하 여 수행 됩니다 부양 경우 피드 연 삭. 건조를 사용 하 여 수행 됩니다 triboelectrostatic 벨트 분리 사건에 대 한 피드 연 삭, 통합 동적 분류자와 수직 롤러 밀.

Triboelectrostatic 벨트 분리 흐름도 부상 능력 보다 간단. 화학 시약을 첨가하지 않고 단일 단계에서 트리보-전기 벨트 분리가 달성됩니다., 실리카 강구의 강압제로 바리트 및 규산나트륨 을 위한 수집기로 사용되는 올레산과 3단계 부양에 비해. flocculant는 두껍게 중 부양 케이스에 대 한 시 약으로도 추가. 아니 탈수 및 건조 장비는 triboelectrostatic 벨트 분리에 필요한, 농축 기에 비해, 필터 프레스, 그리고 중 부양 과정에 필요한 로타리 건조 기.

자본 및 운영 비용

자세한 자본 및 운영 비용 견적 장비 견적 및 구성된 비용 메서드를 사용 하 여 두 기술에 대 한 Soutex에 의해 수행 됐다. 운영 비용 노동 운영 포함 됩니다 것으로 추정 했다, 유지 보수, 에너지 (전기 및 연료), 및 소모품 (예를 들어, 부양에 대 한 화학 시 약 비용). 입력된 비용 전투 산 부근 가상 공장에 대 한 일반적인 값에 근거 했다, 네바다 주 미국.

10 년 이상 총소유 비용은 가정 하 여 자본 및 운영 비용에서 계산 했다는 8% 할인율. 비용 비교의 결과 테이블에 상대 백분율로 존재 4

테이블 4. 중 처리에 대 한 비용된 비교

Triboelectrostatic 벨트 분리 과정에 대 한 자본 장비 총 구입 비용 약간은 덜 부양에 대 한. 그러나 때 총 자본 비용 계산 장비 설치를 포함 하, 배관 및 전기 비용, 프로세스 구축 비용, 차이가 큰. 트리보의 총 자본 비용- 정전기 벨트 분리 공정은 63.2% 부 프로세스의 비용의. 건조 공정에 대한 비용이 현저히 낮아더 간단한 플로우시트로 인해 발생합니다.. 정전기 벨트 분리 공정의 운영 비용은 75.5% 주로 운영 인력 요구 사항을 낮추고 에너지 소비를 낮춥니다..

tribostatic 벨트 분리 공정의 총 소유 비용은 부양에 대한 것보다 훨씬 적습니다.. 스터디 저자, 주식회사 소텍스, 트라이보전기 벨트 분리 공정이 CAPEX에서 명백한 이점을 제공한다는 결론을 내렸습니다., Opex, 운영 단순성.

결론

tribostatic 벨트 분리기는 완전히 건조한 기술로 미세 한 물질을 베네피액화 할 수있는 수단을 광물 가공 산업에 제공합니다.. 환경 친화적인 과정 젖은 처리 및 필요한 최종 재료의 건조를 제거할 수 있습니다.. 과정 약간 필요, 있는 경우, 연삭 이외의 재료의 전처리 및 고용량으로 작동 - 최대 40 소형 기계로 시간당 톤. 에너지 소비는 낮은, 미만 2 kWh/톤의 자재 가공. 프로세스의 유일한 잠재적인 방출 이기 때문에 먼지, 허용 하는 것은 상대적으로 쉽게.

Soutex Inc.에 의해 기존의 거품 부양과 tribostatic 벨트 분리 공정을 비교하는 비용 연구가 완료되었습니다.. 이 연구는 건식 정전기 벨트 분리 공정에 대한 총 자본 비용이 63.2% 부양 과정의. 정전기 벨트 분리에 대한 총 운영 비용은 75.8% 부양운영비용. 이 연구의 저자는, 삼보전기벨트 분리 공정은 CAPEX에서 명백한 이점을 제공합니다., Opex, 운영 단순성.

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