Elektrostatski Beneficiation fosfat ruda: Pregled posljednjih rad i raspravu improvizirane odvajanje sustava

Dostupan online na www.ScienceDirect.com

ScienceDirect

Procedia inženjerstvo 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3RD međunarodni simpozijum o inovacija i tehnologija u industriji fosfat

Elektrostatski beneficiation fosfat ruda: Pregled obavljeni posao

i raspravu o poboljšana odvajanje sustava

I ONDA. Bittnerna, S.A.Gasiorowskina, F.J.Hrachna, H. Guicherdb *

naST Equiment i tehnologiju D.O.O., Needham, Massachusetts, SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE

bST oprema & Tehnologija D.O.O., Avignon, Francuska

Sažetak

Korištenje fosfatnih ruda suhim elektrostatičkim procesima pokušali su razni istraživači od 1940-ih.. Osnovni razlozi za razvoj suhih procesa za oporavak fosfata su ograničena količina vode u nekim sušnim regijama., Hemijski troškovi flotacije, Troškovi tretmana otpadnih voda. Iako elektrostatički procesi možda ne pružaju potpunu alternativu flotaciji., može biti pogodan kao dodatak za neke tokove, kao što je smanjenje sadržaja fines/slimes rude prije flotacije, Obrada flotacionih jalovina za oporavak izgubljenog proizvoda, Minimiziranje uticaja na životnu sredinu. Dok je mnogo posla obavljeno pomoću visokonaponskih valjaka i separatora slobodnog pada na laboratorijskim skalama, Jedini dokaz komercijalne instalacije je circa 1940 "Johnson" proces u rudniku Pierce FL; Nema dokaza u literaturi o trenutnoj komercijalnoj upotrebi elektrostatike, Iako se snažno interesovanje za suve procese nastavlja za upotrebu u sušnim regionima. Različiti istraživački projekti naglašavaju da je priprema hrane za životinje (temperatura, klasifikacija velicine, Kondicioni agenti) Značajan uticaj na performanse. Dok su neke dobre separacije postignute uklanjanjem silicijuma iz fosfata, i sa manje primjera kalcita i dolomita iz fosfata, Rezultati su manje pozitivni kada su prisutne višestruke nečistoće.. Istraživanja nastavljaju da unapređuju ove metode., Osnovna ograničenja konvencionalnih elektrostatičkih sistema uključuju nizak kapacitet, Potreba za višestrukim fazama adekvatne nadogradnje rude, Operativni problemi uzrokovani novčanim kaznama. Neka od ovih ograničenja mogu se prevazići novijim elektrostatičkim procesima, uključujući triboelektrični separator pojasa..

© 2015 Autori. Izdavač: Elsevier Ltd.

Recenzija pod odgovornošću Naučnog komiteta SYMPHOS-a 2015.

Ključne riječi: fosfata, elektrostatika; Odvajanje; minerali; fine cestice; suhi proces

*Odgovarajući autor: Tel: +33-4-8912-0306 E-pošta adresa: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Autori. Izdavač: Elsevier Ltd.

Recenzija pod odgovornošću Naučnog komiteta SYMPHOS-a 2015.

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

1. Prijavljeni rad na elektrostatičkoj koristi fosfatnih ruda

Koncentracija fosfata iz prirodnih ruda dugo se izvodi različitim metodama koristeći ponekad značajne količine vode.. Međutim, Nedostatak vode na različitim depozitima fosfata širom svijeta, Povećanje troškova dobijanja dozvola i prečišćavanja otpadnih voda, Razvoj efikasnog, Ekonomski proces je veoma poželjan.

Metode za suvu elektrostatičku obradu fosfatnih ruda su predložene i demonstrirane u malim razmerama za više od 100 miliona dolara. 70 godine. Međutim, Komercijalna primena ovih metoda je veoma ograničena.. Džonsonov proces [1] Komercijalno se koristi u 1938 Postrojenje Američke poljoprivredne hemijske kompanije u blizini Pierce Floride. Ovaj proces je koristio vrlo složenu seriju valjkastih elektroda. (Slika 1) za višefaznu koncentraciju fosfatnog oporavka od deslimiranih jalovina za pranje, Flotation pre-concentrates, ili flotacije. Počevši od 15.4% P2O5 i 57.3% Nerastvorljivi materijali u finim jalovinama, Kombinacija klasifikacije veličina, desliming, i prečišćavanje osušenih, materijala sa 33.7% P2O5 i samo 6.2% Nestabilno je vraćeno. U drugom primjeru, Nadogradnja flotacionih jalovina sa 2.91% P2O5 rezultira proizvodom od 26.7% P2O5 Sa an 80% Oporavak. Džonson je primetio da je neophodno tretirati jalovine za pranje hemijskim reagensima koji se obično koriste u fosfatnoj flotaciji za dobijanje visokog stepena fosfata i oporavak.. Posebno spominje efikasnost mazuta i masnih kiselina kao reagensa..

Slika 1, Johnsonov procesni aparat i list toka US Patent 2,135,716 i 2,197,865, 1940 [1][2]

Iako se ova komercijalna instalacija navodi u literaturi kao početak 1938, Nije jasno koliko dugo i koliko dugo je ovaj proces korišćen.. U svom sažetku statusa elektrostatičkih separacija do 1961, O. C. Ralston

[3]U saopštenju se navodi da je svaka obrada instalirana pet velikih Džonsonovih separatora. 10 tons/hr od -20 mesh feed. Svaki separator je bio 10 Visoka vlažnost sa primenjenim naponom 20 kV. Na Floridi nisu instalirani drugi komercijalni fosfatni koncentratori koji koriste elektrostatiku, prema Ralstonu.. Na osnovu opisa procesne opreme, autori

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

su zaključili da je ukupni kapacitet procesa bio prilično nizak u odnosu na kapacitete drugih procesa., mokra flotacija. Nizak kapacitet i troškovi sušenja rude hrane iz vlažnog rudarstva na Floridi verovatno su razlog za ograničavanje dalje primene procesa tokom 1940-ih i 1950-ih..

Tokom 1950-ih i 1960-ih radnici za međunarodne minerale & Hemijska korporacija (IMC) Ispitivanje primjene procesa suhog elektrostatičkog odvajanja za korištenje minerala. Prerada fosfatne rude na Floridi bila je od posebnog interesa za IMC.. IMC rad je koristio dizajn separatora slobodnog pada ponekad sa punjenjem čestica poboljšanim prolaskom kroz agitator ili udarač kao što je čekić ili štap mlin. [4] naknadni patent [5] uključujući i poboljšanje separacije pomoću punjača različitih materijala, Konačni patent u seriji

[6]Zaključeno je da Punjenje kontaktom čestica na povišenoj temperaturi (>70°F) Efikasnije od korišćenja sistema za punjenje. Reprezentativni primjeri rezultata prijavljenih u ovim patentima prikazani su u tablici 1.

Tablica 1. Rezultati međunarodnih minerala & Hemijski patenti 1955-1965

Različiti IMC patenti ispitivali su uticaj veličine čestica, uključujući obradu različitih rezova ekrana nezavisno, Iako je malo posla uključeno vrlo dobro. (<45 µm) Čestice. Kondicioniranje uzorka se široko razlikovalo, uključujući podešavanje temperature, pre pranja i sušenja, i različite metode sušenja (indirektno sušenje, flash sušenje, Toplotne lampe sa specifičnim IR talasnim dužinama). Različite nečistoće (jest. silikati u odnosu na karbonate) Potrebne su različite metode rukovanja i predtretmana kako bi se optimizovala separacija. Iako je iz opisa patenata jasno da je IMC pokušavao da razvije komercijalni proces, Pregled literature ne ukazuje na to da je takva instalacija ikada izgrađena i da je radila na bilo kojoj lokaciji IMC-a..

Šezdesetih godina prošlog veka rad na karbonatu koji sadrži fosfatne rude iz Severne Karoline izveden je u Laboratoriji za istraživanje minerala Državnog univerziteta Severne Karoline., [9] Koristeći separator za slobodni pad laboratorijske skale i sintetičku mješavinu karbonata mljevene ljuske karbonata i fosfatnog šljunčanog flotacionog koncentrata u vrlo uskom rasponu veličina (-20da +48 mrežaste), Istraživanje je pokazalo da preduslovi materijal sa kiselinskim pilingom ili masnim kiselinama uticao je na relativni naboj fosfata kao pozitivnog ili negativnog. Dobijene su relativno oštre separacije. Međutim, kada se koristi prirodna ruda koja sadrži značajnu količinu novčanih kazni, Samo su loša razdvajanja bila moguća.. Najbolje prijavljeno odvajanje od ostatka od nadogradnje flotacije sa početnim P2O5 koncentracije od 8.2% povrat proizvoda od 22.1% P2O5. Nije prijavljen nivo oporavka. Posebno, Jedna od prijavljenih poteškoća bila je nagomilavanje novčanih kazni na elektrodama separatora..

Dodatni rad na elektrostatičkom odvajanju fosfata Sjeverne Karoline pomoću separatora tipa valjka visokog napona

[10]Zaključeno je da je moguće odvajanje fosfata i kvarca, Cena sušenja je zabranjena. Međutim, Kalcinisane fosfatne rude su suve, Istraživači su sugerisali da je elektrostatičko odvajanje takvih ruda moguće. Odvajanje kalciniranih fosfata bilo je loše u prijavljenom radu. Čini se da je razdvajanje povezano sa veličinom čestica, a ne sa kompozicijom.. Predložena poboljšanja uključuju upotrebu drugih elektrostatičkih sistema separacije, reagensi za poboljšanje karakteristika punjenja čestica i vrlo blisku veličinu ekrana materijala. Nema dokaza da bilo koji Na ovom projektu realizovani su prateći radovi.

Nešto ranije rad sa visokonaponskim valjkastim separatorima [11] Uspešno uklonjena jedinjenja aluminijuma i gvožđa iz rude sa Floride. Ruda je osušena., Slomljen, Pažljivo pre razdvajanja. The P2O5 Koncentracija je marginalno povećana od 30.1% da 30.6% ali uklanjanje spojeva al i fe omogucilo je mnogo bolji naknadni oporavak metodama flotacije. Ovaj rad je ilustrovao upotrebu elektrostatičkog separatora za rešavanje problema sa određenom rudom koja je ograničila konvencionalnu mokru obradu..

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Pored istraživanja o razdvajanju mnogih drugih materijala, Ciccu i saradnici testirali su odvajanje različitih fosfatnih ruda, uključujući izvore iz Indije., Alžir, Tunis, i Angola. [12] Elektrostatička separacija je bila od interesa kao alternativa flotaciji sa ekonomskog stanovišta zbog činjenice da se veliki depoziti fosfata nalaze u sušnim regijama.. [13] Korišćenje laboratorijskih separatora slobodnog pada sa "turbopunjačem", ovi istrazivaci su uspjeli dobiti rezultate separacije slicne procesima flotacije iz ruda sa relativno jednostavnim kompozicijama gangue. Konkretno, Otkrili su da fosfat pozitivno naelektrisan u prisustvu silicijuma, Negativno u prisustvu kalcita. Međutim, ako ruda sadrži značajne količine silicijuma i karbonata, elektrostatičko odvajanje je bilo loše i procesi flotacije pokazali su se fleksibilnijim za dobijanje praktičnih separacija. Iz studija o efektima turbopunjača na punjenje pojedinačnih čestica, ovi istrazivaci su zakljucili da se materijal gangue prvenstveno naelektrisan kontaktom cestica i cestica , a ne kontaktom sa povrsinama turbopunjaca. [13] [14] Punjenje je takođe veoma osetljivo na temperaturu materijala., sa dobrom separacijom koja je dostupna samo iznad 100°C. Dodatno, prisustvo finog materijala uzrokovalo probleme u separatoru i dobri rezultati zavise od pažljive veličine čestica u rasponu do tri veličine pre odvajanja. Sažetak rezultata iz ove grupe prikazan je u tabeli 2. Nema punog- Čini se da su aplikacije implementirane na osnovu ovog rada..

Tablica 2. Objavljeni rezultati sa Ciccu, Et. Al. Laboratorijski separatori slobodnog pada

Elektrostatičko odvajanje egipatske rude proučavao je Hammud., Et Al. Laboratorijski separator slobodnog pada. [15] Ruda koja se koristi sadržavala je prvenstveno silicijum dioksid i druge nerastvorljive sa početnim P2O5 koncentracije od 27.5%. Proizvod je imao P2O5 koncentracije od 33% sa a 71.5% Oporavak.

Dodatnu studiju egipatske rude sa primarno silikatnom ganguom proveo je Abouzeid, Et Al. Laboratorijski separator valjka. [16] Istraživači su posebno nastojali da identifikuju suve tehnike za koncentraciju i/ili deprašinu fosfatnih ruda u okruzima sa nedostatkom vode.. Ova studija je dobila proizvod sa 30% P2O5 od materijala za ishranu sa 18.2 % P2O5 sa rekonstrukcijom od 76.3 % nakon pažljivog mjerenja materijala do uskog raspona između 0.20 mm i 0.09 Mm.

U naknadnom preglednom članku koji pokriva čitav niz procesa korisnosti za oporavak fosfata, Abouzeid je izvijestio da su tehnike elektrostatičke separacije bile uspješne u nadogradnji fosfatnih ruda uklanjanjem silicijuma i karbonata, Nizak kapacitet dostupnih separatora ograničio je njihovu upotrebu u komercijalnoj proizvodnji. [17]

Elektrostatičko odvajanje ruda Floride nedavno su proučavali Stencel i Jian koristeći laboratorijski protok kroz slobodan protok- padajući separator. [18] Cilj je bio da se identifikuje alternativna ili dopunska šema obrade dugo korišćenih flotacionih sistema, jer se flotacija nije mogla koristiti na materijalu manjem od 105 µm. Ovaj fini materijal je jednostavno bio ispunjen zemljom., rezultira gubitkom od skoro 30% Fosfat koji je prvobitno iskopan. Testirali su deslimed sirovu rudu., fina flotacija hrane, Grublji koncentrat flotacije, i konačnih koncentrata flotacije dobijenih iz dva postrojenja za preradu na Floridi po stopi stočne hrane do 14 kg/sat u laboratorijskom separatoru. Prijavljeni su dobri rezultati odvajanja sa finom hranom za flotaciju. (+0.1 Mm; ~12% P2O5) iz jednog izvora koji je nadograđen na 21-23% P2O5 U dva prolaza sa 81- 87% P2O5 Oporavak odbacivanjem primarno nerastvorljivog silicijuma. Slični rezultati postignuti su prilikom tribopunjenja hrane pomoću pneumatske transportne cijevi ili rotirajućeg tribo-punjača..

Nedavno prijavljeno istraživanje elektrostatičkog odvajanja fosfatnih ruda uključivalo je sisteme dizajnirane da bolje optimizuju punjenje materijala pre uvođenja u separator slobodnog pada., Tao i Al-Hwaiti [19] Utvrđeno je da nije bilo komercijalne upotrebe elektrostatike za upotrebu fosfata zbog niskih sistema.

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

propusnost, Niska efikasnost i potreba za radom sa uskim raspodelama veličine čestica. Ovi istraživači su posebno nastojali da prevaziđu nisku gustinu naelektrisanja čestica povezanu sa sistemima koji zavise od kontakta čestica do čestica ili uticaja na jednostavan sistem punjenja.. Rad sa jordanskom rudom sa silikatnom ganguom, Materijal je srušen na -1.53 mm i pažljivo odbija da ukloni materijal ispod 0.045 Mm. Mali separator slobodnog pada u laboratoriji opremljen je novodizajniranim rotirajućim punjačem dizajniranim sa stacionarnim cilindrom i rotirajućim bubnjem., ili punjač, i prstenastog prostora između. Vanjsko napajanje korišteno je za primjenu električnog potencijala između brzog rotirajućeg bubnja i stacionarnog cilindra.. Nakon punjenja kontaktom sa rotirajućim bubnjem, Čestice prelaze u konvencionalni separator slobodnog pada. Rad sa 100 Veličina grama i počinje sa smanjenom hranom P2O5 sadržaj od 23.8%, Nakon dva prolaza koncentrat do 32.11% P2O5 Oporavio se, samo sa potpunim oporavkom od 29%.

U nastojanju da se iskoriste fosfatne kazne (< 0.1 Mm), Bada et al. Koristio je separator slobodnog pada sa rotirajućim sistemom punjenja veoma sličnim Tao-ovom.[20]. Početni materijal je bio iz koncentrata flotacije koji je sadržavao novčane kazne sa P2O5 od 28.5%. proizvod od 34.2% P2O5 Oporavio se, ali opet sa niskom stopom oporavka 33.4%.

Ovaj "rotacioni triboelektrostatički separator slobodnog pada" ponovo je primenjen na suvu korist fosfata od strane Sobhy i Tao. [21] Rad sa zgnječenim dolomitnim fosfatnim kamenčićem sa Floride sa vrlo širokim rasponom veličina čestica (1.25 Mm – <0.010 Mm), koncentrat fosfata sa 1.8% MgO i 47% P2O5 Oporavak je dobijen iz hrane koja počinje sa približno 23% P2O5 i 2.3% MgO. Optimalni rezultati na laboratorijskom uređaju postignuti su prilikom hranjenja. 9 kg/hr i – 3kV primijenjeno na rotacioni punjač. Efikasnost separacije je ograničena i lošim oslobađanjem materijala u velikim česticama i interferencijom različitih veličina čestica u komori za razdvajanje..

Bolji rezultati postignuti su prilikom obrade uzorka hrane flotacije sa užom raspodelom veličine čestica 1 da 0.1 Mm. Sa početnim P2O5 Sadržaj približno 10%, Dobijeni su uzorci proizvoda sa približno 25% P2O5 Sadržaj, P2O5 oporavak od 90%, i odbijanje od 85% od kvarca. Ova dokazana efikasnost je primećena kao mnogo bolja od one dobijene sa separatorom slobodnog pada sa konvencionalnijim sistemom punjenja koji koristi Stencel. [18] Prednosti novodizajniranog rotacionog punjača. Obrada koncentrata flotacije koji sadrži 31.7% P2O5 rezultira proizvodom većim od 35% P2O5 sa rekonstrukcijom od 82%. Ova nadogradnja je uočena kao bolja nego moguća flotacijom.

Ovaj separator laboratorijske skale sa širinom sistema razdvajanja 7.5 cm je opisan kao da ima kapacitet za 25 kg/hr, ekvivalent sa 1/3 tona/hr/metar širine. Međutim, Prijavljeni efekti stope hrane na efikasnost separacije pokazali su da su optimalne separacije dobijene samo na 9 kg/h ili nešto više od jedne trećine nominalnog kapaciteta sistema.

Ukupno, Prethodni rad na elektrostatičkoj nadogradnji fosfatnih ruda bio je ograničen relativnim punjenjem kompleksnih gangua i štetnim uticajem efekata veličine čestica., posebno, Uticaj novčanih kazni. Velika većina radova uključivala je samo laboratorijsku opremu bez potvrde da je komercijalni obim, Kontinuirana oprema može da se koristi. Dodatno, Niski kapaciteti dostupne elektrostatičke procesne opreme učinili su komercijalne aplikacije neekonomičnim..

2. Ograničenja konvencionalnih elektrostatičkih separacionih procesa

Elektrostatički sistemi za odvajanje valjka visoke napetosti koje koristi Groppo [10] Kouloheris et al. [11] Obično se koriste za nadogradnju različitih materijala kada je jedna komponenta provodnija od drugih.. U tim procesima, materijal mora kontaktirati prizemni bubanj ili ploču obično nakon što se čestice materijala negativno naboje ionizirajućim pražnjenim koronama. Provodljivi materijali će brzo izgubiti naboj i biti bačen iz bubnja. The non- Konduktivni materijal i dalje privlači bubanj jer će se naboj sporije raspršiti i pašće ili će se četkati iz bubnja nakon odvajanja od provodnog materijala.

Sljedeći dijagram (Slika 2) ilustrira temeljne osobine ove vrste separatora. Ovi procesi su

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

ograničen kapacitet zbog potrebnog kontakta svake čestice sa bubnjem ili pločom. Efikasnost ovih separatora bubnjeva je takođe ograničena na čestice veličine oko 0,1 mm ili veće zbog potrebe da se kontaktira uzemljena ploča i potrebne dinamike protoka čestica.. Čestice različitih veličina također će imati različitu dinamiku protoka zbog inercijalanih efekata i rezultirat će degradiranom separacijom.

Slika 2: Bubanj elektrostatički separator (Starešina i Jan., 2003 [22]

Ograničeni pokušaj primjene na korist fosfata je zbog neprovodljive prirode fosfata i tipskog gangue materijala.. Kouloheris je uočio prvenstveno neko uklanjanje željeza i aluminija koji sadrže čestice koje, Zbog svoje konduktivne prirode, "Izbačeni" sa terena. Prisustvo ove vrste materijala u fosfatnim rudama nije uobičajeno. Groppo je napomenuo da je jedini materijal koji je "zakačen" za valjak kao "neprovodnik" novčane kazne, Označavanje razdvajanja po veličini čestica, a ne po sastavu materijala. [9] Sa mogućim retkim izuzecima, Fosfatne rude nisu podložne koristima separatorima valjaka visoke napetosti.

Separatori valjaka bubnjeva se također koriste u konfiguracijama koje se oslanjaju na triboelektrično punjenje čestica, a ne na punjenje izazvano ionizacijom induciranom poljem visokog napona.. Jedna ili više elektroda postavljenih iznad bubnja, kao što je "statička" elektroda prikazana na slici 2, Koriste se za "podizanje" čestica suprotnog naboja sa površine bubnja. Takav sistem je koristio Abouzeid, Et Al. [16] koji su otkrili da je efikasnost razdvajanja izmenjena u zavisnosti od polariteta i primenila napon statičkih elektroda. Džonsonov proces [1] Korišćena je još jedna varijacija separatora bubnjeva. Međutim, Ograničeni kapacitet i efikasnost jednog valjkastog sistema dovodi do veoma složenih sistema kao što je prikazano na slici. 1. Kao što je gore navedeno, čini se da je ova složenost i ukupna neefikasnost procesa ozbiljno ograničila njegovu primjenu.

Triboelektrostatička razdvajanja nisu ograničena na odvajanje provodljivog / neprovodljivih materijala, ali zavise od fenomena prenosa naelektrisanja trenjem kontakta materijala sa različitom površinskom hemijom.. Ovaj fenomen se koristi u "free fall" separacijski procesi već desetljećima. Takav postupak je ilustriran na slici 3. Komponente smjese čestica prvo razviti različite naplate po kontaktu ni s metalnih površina, Kao u tribo-punjaču, ili po obratite čestica-čestica, kao u fluidiziranom sloju hranjenja uređaja. Kao čestice padaju na

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

električnog polja u zoni elektrode, putanja svake čestice se skreće prema elektrodi suprotnog naboja. Nakon određene udaljenosti, za odvajanje toka se zapošljavaju smeće za sakupljanje. Tipične instalacije zahtijevaju više faza razdvajanja s reciklažom srednje razlomka. Neki uređaji koriste stalan tok plina kako bi pomogli prenošenje čestica kroz zonu elektroda.

Slika 5: "Slobodni pad" triboelektrostatički separator

Umesto da zavisi samo od kontakta čestica do čestica kako bi se izazvao prenos naelektrisanja, mnogi sistemi ovog tipa koriste odjeljak " punjac " sastavljen od odabranog materijala sa ili bez primijenjenog napona za poboljsanje punjenja cestica. Tokom 1950-ih, Lawver je istraživao koristeći razne uređaje, uključujući čekićarinu i mlin za punjenje materijala između faza razdvajanja. [4] kao i jednostavni punjači za različite materijale. [5] [6] Međutim, Lawver je zaključio da je temperatura materijala od preovlađujuće važnosti i da je prenos naelektrisanja čestica iznad temperature okoline dao bolje rezultate od upotrebe punjača.. Ciccu et al. [12] Istraživao je relativni stepen prenosa naelektrisanja i zaključio da je manji gangue materijal stekao naboj prvenstveno putem kontakta čestica-čestica zbog male verovatnoće frekvencije udara sa pločom punjača.. Ovo ilustruje ograničenje upotrebe sistema punjača.: sve cestice moraju kontaktirati povrsinu punjača tako da brzina hranjenja mora biti relativno niska. Kontakt se može poboljšati korišćenjem turbulentnih uslova za transport materijala ili korišćenjem velikog površinskog punjača za kretanje.. Nedavne recenzije u Tao [19] i Bada [20] i Sobhy [21] Koristite posebno dizajnirani rotirajući punjač sa primenjenim naponom, ali samo na laboratorijskom separatoru veoma malog obima.. Iako se ovaj poboljšani dizajn punjača pokazao superiornim u odnosu na starije sisteme, Kapaciteti za obradu ovih sistema su i dalje prilično niski.. [21]

Ova vrsta separatora slobodnog pada također ima ograničenja u veličini čestica materijala koji se može obraditi. Protok unutar elektrodne zone mora biti kontrolisan kako bi se smanjile turbulencije kako bi se izbeglo "razmazivanje" razdvajanja.. Putanja finih čestica je više uticana turbulencijom pošto su aerodinamičke sile vučenja na fine čestice mnogo veće od gravitacijske i elektrostatičke sile. Ovaj problem se može prevazići do određenog stepena ako se obrađuje materijal sa relativno uskim opsegom veličine čestica.. Veći dio gore spomenutih istraživanja uključivao je materijal za predskrining u različitim rasponima veličina kako bi se optimizirala separacija. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] U

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Razlika od 8 da 20 kV. Pojas, koja je napravljena od neprovodljive plastike, Veliko je interesovanje za 60% otvoreno podrucje. Čestice mogu lako proći kroz rupe u pojasu.. Po ulasku u jaz između elektroda, negativno naelektrisane čestice privlače sile električnog polja na donje pozitivne elektrode.. Pozitivno naelektrisane čestice privlače negativno naelektrisanu gornju elektrodu.. Brzina kontinuiranog pojasa je promjenljiva od 4 do 20m/s. Geometrija lanaca poprečnog pravca služi za uklanjanje čestica sa elektroda koje ih pomeraju prema pravom kraju separatora i nazad u visoku zonu smicanja između suprotno pokretnih delova pojasa.. Zato što je gustina broja čestica tako visoka unutar jaza između elektroda. (približno jedan- Treće, volumen je zauzet česticama.) Struja je veoma uznemirena, Postoji mnogo sudara između čestica i optimalno punjenje se odvija kontinuirano u cijeloj zoni razdvajanja.. Protok protivstruje induciran suprotnim pokretnim dijelovima pojasa i kontinuiranim ponovnim punjenjem i ponovnim razdvajanjem stvara višestepeno razdvajanje protustruje unutar jednog aparata.. Ovo kontinuirano punjenje i punjenje čestica unutar separatora eliminiše bilo koji potreban sistem "punjača" pre uvođenja materijala u separator, Time se uklanjaju ozbiljna ograničenja na kapacitet od drugih elektrostatičkog separatora. Izlaz ovaj razdjelnik je dva potoka, koncentrat i ostatak, bez middlings potok. Efikasnost ovog separatora se pokazala ekvivalentnom približno tri faze odvajanja slobodnog pada sa recikliranjem sredine.

Mineralna A kraj

Slika 7: Osnove STET pojas razdjelnika

Visoko učinkovito odvajanje čestica manje od 0.5 mm čini ovo idealnom i dokazanom opcijom za razdvajanje novčanih kazni (prašina) Operacija sušenja potaše. STET separator može efikasno obraditi širok spektar veličina čestica bez potrebe za klasifikacijom u uske raspone veličina.. Zbog intenzivne agitacije, Visoka brzina smicanja između pokretnih pojaseva, Sposobnost rukovanja veoma finim česticama (<0.001 Mm) ST separator može biti efikasan u odvajanju tankih fosfatnih ruda gdje drugi elektrostatički separatori nisu uspjeli..

3.1 Kapitalni i operativni troškovi

Komparativnu studiju troškova naručio je STET, a sproveo Soutex Inc. [25] Soutex je Quebec Kanadska inženjerska kompanija sa obimnim iskustvom i u mokroj flotaciji i elektrostatičkom procesu razdvajanja evaluacija i dizajn. U studiji su upoređeni kapital i operativni troškovi triboelektrostatičkog procesa odvajanja pojasa sa konvencionalnom flotacijom frotha za korist od niskogradnje baritne ore. Procijenjeno je da operativni troškovi uključuju radni rad, održavanje, Energije (elektrika i gorivo), i konzumiranja (npr., troškovi hemijskog reagenta za flotaciju). Ulazni troškovi su zasnovani na tipičnim vrijednostima za hipotetičko postrojenje koje se nalazi u blizini Battle Mountaina, Nevada SAD. Ukupan trošak vlasništva tokom deset godina izračunat je iz kapitala i operativnih troškova tako što je pretpostavio

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

8% diskount stopa. Rezultati poređenja troškova su prisutni kao relativni procenti u Tabeli 3. Tablica 3. Usporedba troškova za obradu barita

Ukupan trošak kupovine kapitalne opreme za proces razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa je nešto manji nego za flotaciju. Međutim, kada je ukupan kapitalni rashod izračunat tako da uključuje instalaciju opreme, cjevovoda i električni troškovi, i obraditi troškove izgradnje, razlika je velika. Ukupni kapitalni trošak za proces odvajanja triboelektrostatičkog pojasa je 63.2% troškova procesa flotacije. Značajno niža cijena za suhi proces rezultat je jednostavnijeg protoka. Operativni troškovi za proces razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa su 75.5% procesa flotacije zbog uglavnom nižih zahtjeva operativnog osoblja i manje potrošnje energije.

Ukupan trošak vlasništva nad procesom razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa je znatno manji nego za flotaciju. Autor studije, Soutex Inc., zaključio da proces razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa nudi očite prednosti u CAPEX-u, OPEX, i operativna jednostavnost.

4. Rezime

Iako su od 1940-ih različiti istraživači pokušali da iskoriste fosfatne rude suvim elektrostatičkim procesima, bilo je veoma ograničene upotrebe takvih procesa u komercijalnom obimu.. Ograničen uspeh je posledica različitih faktora koji se mogu pripisati dizajnu separatorskih sistema i složenosti ruda..

Priprema sažetka sadržaja (temperatura, klasifikacija velicine, Kondicioni agenti) Značajan uticaj na performanse sistema razdvajanja. Mogućnosti za dalji rad u ovoj oblasti, posebno istraživanje hemijskih kondicionirajućih sredstava kako bi se poboljšalo diferencijalno punjenje čestica kako bi se omogućila veća efikasnost u naknadnom razdvajanju. Upotreba takvih sredstava za modifikaciju punjenja može rezultirati procesima koji mogu uspješno koristiti rude složenim gangue materijalom., uključujući silikate i karbonate.

Nastavlja se sa daljim usavršavanjem ovih metoda, Osnovna ograničenja konvencionalnih elektrostatičkih sistema uključuju kapacitet, Potrebne za različite faze za adekvatnu nadogradnju rude, Operativni problemi uzrokovani novčanim kaznama. Za održive komercijalne primjene demonstriranih laboratorijskih tehnika, Potrebna su značajna poboljšanja kako bi se obezbedila pouzdanost, Kontinuirani rad bez degradacije efikasnosti.

STET triboelektrični separator pruža industriji prerade minerala sredstvo za korišćenje finih materijala sa potpuno suvom tehnologijom.. Ekološki prikladan proces može eliminirati mokra obrada i potrebno sušenje konačnog materijala. STET proces radi sa visokim kapacitetom – do 40 Tone na sat pomoću kompaktne mašine. STET separator može efikasno obraditi širok spektar veličina čestica bez potrebe za klasifikacijom u uske raspone veličina.. Zbog intenzivne agitacije, Visoka brzina smicanja između pokretnih pojaseva, Sposobnost rukovanja veoma finim česticama (<0.001 Mm) STET separator može biti efikasan u odvajanju tankih od fosfatnih ruda gdje drugi elektrostatički separatori nisu uspjeli.. Potrošnja energije je niska, približno 1-2 kWh/tona prerađenog materijala. Pošto je jedina potencijalna emisija procesa prašina, Tretman je obično relativno jednostavan.

I ONDA. Bittner et al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Reference

[1]H. B. Johnson, Prerada koncentracionih fosfatnih minerala, Patent SAD-a # 2,135,716, Studeni, 1938

[2]H. B. Johnson, Prerada koncentracionih fosfatnih minerala, Patent SAD-a # 2,197,865, April, 1940.

[3]O.C.. Ralston, Elektrostatski odvajanje miješane Zrnatih tvari, Elsevier Publishing tvrtka, iz tiska, 1961.

[4]KOMERCIJALA. Lawver, Rude Beneficiation metoda US Patent 2723029 Studeni 1955

[5]KOMERCIJALA. Lawver, Beneficiation od Sobe-metalni minerali. US Patent 2,754,965 Srpanj 1956

[6]KOMERCIJALA. Lawver, Beneficiation fosfat ruda US Patent 3,225,923 Prosinca 1965

[7]C. C. Kuhati, Beneficiation metoda i aparati stoga, Patent SAD-a # 2,738,067, Ožujka, 1956

[8]KOMERCIJALA. Lawver, Beneficiation od Sobe-metalni minerali. US Patent 2,805,769 Rujna 1957

[9]D. G. Freasby, Elektrostatičko odvajanje fosfatnih i kalcitnih čestica, Minerali istraživački laboratorij o napretku, Prosinac, 1966

[10]J.G. Groppo, Elektrostatski razdvajanja Sjeverna Karolina fosfati, North Carolina State University minerala laboratorijski izvještaj o rezultatima istraživanja

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, M.S. Huang, Dry extraction and purification of phosphate pebbles from run-of-mine rock, Patent SAD-a # 3,806,046, April 1974

[12]R. ciccu, C. Delfa, G.B. Alfanu, P. Carbini, L. Curelli, P. Saba1972 Some tests of the electrostatic separation applied to phosphates with carbonate gangue’, International Mineral Processing Congress, University of Cagliari, Italija

[13]R. ciccu, M. Ghiani, Beneficiation of lean sedimentary phosphate ores by selective flotation or electrostatic separation, Proceedings, FIPR conference 1993, 135-146.

[14]R. ciccu, M. Ghiani, G. Ferrara Selective tribocharging of particles for separation, KONA Powder and Particle Journal 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Hammoud, A.E. Khazback, M.M. Ali, 1977 A process to upgrade the lean non-oxidized complex phosphates of Abu Tartur Plateau

(Western desert)”. International Mineral Processing Conference.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A.E. Khazback, S.A. Hassan, Upgrading of phosphate ores by electrostatic separation, Changing Scopes of Mineral Processing, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, Physical and thermal treatment of phosphate ores – An overview, International Journal of Mineral Processing, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Jiang Pneumatic Transport, Triboelektrična beneficija za industriju fosfata Floride, Final Report prepared for the Florida Institute of Phosphate Research, FIPR Project 01-02-149R, Prosinac 2003.

[19]D. Tao, M. Al-Hwaiti, Beneficiation study of Eshidiya phosphorites using a rotary triboelectrostatic separator, Mining Science and Technology 20 (2010) PP. 357-364.

[20]S. O. Bada, I.M. Falcon, R.M.S. Falcon, C.P, Bergmann, Feasibility study on triboelectrostatic concentration of <105µm phosphate ore. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Svibanj 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. Tao, Innovative RTS technology for dry beneficiation of phosphate, SYMPHOS 2013 – 2nd International Symposium on Innovation and Technology for the Phosphate Industry. Procedia inženjerstvo, Vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. Stariji, E. Yan, 2003. “eForce.- Newest generation of electrostatic separator for the minerals sands industry.” Heavy Minerals Conference, Johannesburg, Južnoafrički institut za rudarstvo i metalurgiju.

[23]L. Marke, P-M. Beier I. Stahl,Elektrostatičko razdvajanje, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]I ONDA. Bittner, F.J. Hrach, S.A. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, Triboelectric belt separator for beneficiation of fine minerals, SYMPHOS 2013 – 2nd International Symposium on Innovation and Technology for the Phosphate Industry. Procedia inženjerstvo, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]I ONDA. Bittner, K.P. Flynn, F.J. Hrach, Expanding applications in dry triboelectric separation of minerals, Proceedings of the XXVII International Mineral Processing Congress – IMPC 2014, Santiago, Čile, Oct 20 – 24, 2014.