Ηλεκτροστατική αξιοποίηση και εμπλουτισμός φωσφορικών πετρωμάτων: Αναθεώρηση της παρελθόν έργο και συζήτηση σχετικά με μια αυτοσχέδια διαχωρισμού συστήματος

Διαθέσιμο σε απευθείας σύνδεση στο www.sciencedirect.com

ΕπιστήμηΔίρκ

Procedia μηχανικών 00 (2015) 000–000

www.elsevier.com/locate/procedia

3rd Διεθνές Συμπόσιο καινοτομίας και τεχνολογίας στη βιομηχανία φωσφορικών αλάτων

Ηλεκτροστατική ευφειάευση φωσφορικών μεταλλεύματος: Ανασκόπηση προηγούμενων εργασιών

και συζήτηση για ένα βελτιωμένο σύστημα διαχωρισμού

J.D. Bittnerένα, Σ.Α.Γκασιρόβσκιένα, Φ.Τζ.Χραχένα, H. Guicherdb*

έναST Equiment και τεχνολογία LLC, Needham, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ

bST εξοπλισμός & Τεχνολογία LLC, Αβινιόν, Γαλλία

Περίληψη

Η βενέφωση των φωσφορικών μεταλλεύματος με ξηρές ηλεκτροστατικές διεργασίες έχει επιχειρηθεί από διάφορους ερευνητές από τη δεκαετία του 1940. Οι βασικοί λόγοι για την ανάπτυξη ξηρών διεργασιών για την ανάκτηση φωσφορικών αλάτων είναι η περιορισμένη ποσότητα νερού σε ορισμένες άνυδρες περιοχές, το χημικό κόστος επίπλευσης, και το κόστος επεξεργασίας λυμάτων. Ενώ η ηλεκτροστατική διεργασίες δεν μπορεί να παρέχει μια πλήρης εναλλακτική λύση να επίπλευσης, μπορεί να είναι κατάλληλο ως συμπλήρωμα για μερικά ρεύματα όπως η μείωση των προστίμων/slimes περιεκτικότητα μεταλλεύματος πριν επίπλευσης, επεξεργασίας, επίπλευσης χόνδρων για αποκατάσταση του προϊόντος που έχει χαθεί, και ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Ενώ πολλή εργασία εκτελέστηκε χρησιμοποιώντας τόσο τους διαχωριστές κυλίνδρων υψηλής τάσης όσο και τους διαχωριστές ελεύθερης πτώσης στις εργαστηριακές κλίμακες, η μόνη απόδειξη της εμπορικής εγκατάστασης είναι η 1940 Διαδικασία "Τζόνσον" στο Ορυχείο Πιρς FL; Δεν υπάρχουν στοιχεία στη βιβλιογραφία της τρέχουσας εμπορικής χρήσης ηλεκτροστατικών, Αν και το έντονο ενδιαφέρον για ξηρές διεργασίες συνεχίζεται για χρήση σε άνυδρες περιοχές. Τα διάφορα ερευνητικά προγράμματα που αναφέρθηκαν τονίζουν ότι η προετοιμασία των ζωοτροφών (Θερμοκρασία, ταξινόμηση μεγέθους, παράγοντες κλιματισμού) έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις επιδόσεις. Ενώ ορισμένοι καλοί χωρισμοί έχουν επιτευχθεί με την απομάκρυνση του πυριτίου από τα φωσφορικά άλατα, και με λιγότερα παραδείγματα ασβεστίτη και δολομίτη από φωσφορικό άλας, Τα αποτελέσματα είναι λιγότερο θετικά όταν υπάρχουν πολλαπλές προσμείξεις. Οι ερευνητικές εργασίες συνεχίζονται για την περαιτέρω βελτίωση αυτών των μεθόδων, αλλά οι θεμελιώδεις περιορισμοί στα συμβατικά ηλεκτροστατικά συστήματα περιλαμβάνουν χαμηλή χωρητικότητα, την ανάγκη πολλαπλών σταδίων για την κατάλληλη αναβάθμιση του μεταλλεύματος, και λειτουργικά προβλήματα που προκαλούνται από πρόστιμα. Ορισμένοι από αυτούς τους περιορισμούς μπορεί να ξεπεραστούν με νεότερες ηλεκτροστατικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένου ενός διαχωριστή τριβοηλεκτρικής ζώνης.

© 2015 Οι Συγγραφείς. Δημοσιεύτηκε από Elsevier Ltd.

Αξιολόγηση από ομοτίμους υπό την ευθύνη της Επιστημονικής Επιτροπής του ΣΥΜΦΩΣ 2015.

Λέξεις-κλειδιά: φωσφορικό ασβέστιο, ηλεκτροστατικός; χωρισμός; ανόργανα άλατα; λεπτά σωματίδια; ξηρή διαδικασία

*Αντίστοιχος συγγραφέας: Τηλ: +33-4-8912-0306 Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο διεύθυνση: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Οι Συγγραφείς. Δημοσιεύτηκε από Elsevier Ltd.

Αξιολόγηση από ομοτίμους υπό την ευθύνη της Επιστημονικής Επιτροπής του ΣΥΜΦΩΣ 2015.

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

1. Αναφερόμενες εργασίες ηλεκτροστατικής υποκίνησης φωσφορικών μεταλλεύματος

Η συγκέντρωση φωσφορικών αλάτων από φυσικά μεταλλεύματος έχει από καιρό πραγματοποιηθεί με διάφορες μεθόδους χρησιμοποιώντας μερικές φορές σημαντικές ποσότητες νερού. Ωστόσο, λόγω της έλλειψης νερού σε διάφορα κοιτάσματα φωσφορικών αλάτων σε όλο τον κόσμο, καθώς και το αυξανόμενο κόστος αδειοδότησης και επεξεργασίας λυμάτων, την ανάπτυξη μιας αποτελεσματικής, οικονομική ξηρή διαδικασία είναι ιδιαίτερα επιθυμητή.

Έχουν προταθεί και αποδειχθεί μέθοδοι ξηρής ηλεκτροστατικής επεξεργασίας φωσφορικών μεταλλεύματος σε μικρές κλίμακες για 70 χρόνια. Ωστόσο, οι εμπορικές εφαρμογές αυτών των μεθόδων ήταν πολύ περιορισμένες. Η "διαδικασία Τζόνσον" [1] χρησιμοποιήθηκε εμπορικά ξεκινώντας από 1938 για μια χρονική περίοδο στο εργοστάσιο της Αμερικανικής Γεωργικής Χημικής Εταιρείας κοντά στο Pierce Florida USA. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποίησε μια πολύ περίπλοκη σειρά ηλεκτροδίων κυλίνδρων (Σχήμα 1) για τη συγκέντρωση πολλαπλών σταδίων της ανάκτησης φωσφορικών αλάτων από αφυδατωμένα πλυντήρια, προ-συμπυκνώματα επίπλευσης, ή ουρές επίπλευσης. Ξεκινώντας με 15.4% P2O5 και 57.3% αδιάλυτο υλικό στις λεπτές ουρές, μέσω ενός συνδυασμού ταξινόμησης μεγέθους, απομαγνήνηση, και την προετοιμασία των αποξηραμένων απορριμμάτων κατεργασίας, το υλικό με 33.7% P2O5 και μόνο 6.2% αδιάλυτη ανακτήθηκε. Σε ένα άλλο παράδειγμα, αναβάθμιση των ουρών επίπλευσης με 2.91% P2O5 είχε ως αποτέλεσμα ένα προϊόν 26.7% P2O5 με ένα 80% ανάκτηση. Ο Τζόνσον παρατήρησε ότι ήταν απαραίτητο να αντιμετωπιστούν τα πλυντήρια με χημικά αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται συνήθως στην επίπλευση φωσφορικών αλάτων για την επίτευξη υψηλού βαθμού φωσφορικών αλάτων και ανάκτησης. Αναφέρει συγκεκριμένα την αποτελεσματικότητα του μαζούτ και των λιπαρών οξέων ως αντιδραστήρια.

Σχήμα 1, Συσκευή επεξεργασίας Johnson και φύλλο ροής Αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2,135,716 και 2,197,865, 1940 [1][2]

Ενώ αυτή η εμπορική εγκατάσταση αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως 1938, Δεν είναι σαφές πόσο εκτενώς ή για πόσο καιρό χρησιμοποιήθηκε αυτή η διαδικασία. Στην περίληψη της κατάστασης των ηλεκτροστατικών διαχωρισμών μέχρι 1961, O. C. Ράλστον

[3]Γράφει ότι πέντε μεγάλοι διαχωριστές Johnson εγκαταστάθηκαν για κάθε επεξεργασία σχετικά με 10 τόνους/ώρα -20 τροφοδοσίες πλέγματος. Κάθε διαχωριστικό ήταν 10 ρολά ψηλά με την εφαρμοζόμενη τάση 20 kV. Κανένας άλλος εμπορικός-κλίμακας συγκεντρωτές φωσφορικών αλάτων που χρησιμοποιούν ηλεκτροστατική δεν εγκαταστάθηκε στη Φλώριδ σύμφωνα με Ralston. Με βάση την περιγραφή του εξοπλισμού διεργασίας, οι συγγραφείς

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η συνολική ικανότητα της διαδικασίας ήταν μάλλον χαμηλή σε σχέση με την ικανότητα άλλων διαδικασιών, όπως η υγρή επίπλευση. Η χαμηλή χωρητικότητα και το κόστος ξήρανσης του μεταλλεύματος ζωοτροφών από υγρή εξόρυξη στη Φλόριντα είναι πιθανώς ο λόγος για τον περιορισμό της περαιτέρω εφαρμογής της διαδικασίας στις δεκαετίες του 1940 και του 1950.

Στις δεκαετίες του 1950 και του 1960 οι εργαζόμενοι για τα διεθνή ορυκτά & Εταιρεία Χημικών Προϊόντων (IMC) εξέτασε την εφαρμογή ξηρών ηλεκτροστατικών διαδικασιών διαχωρισμού για την ορυκτοποίηση. Η επεξεργασία φωσφορικού φωσφορικού φλοιού ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρον για την IMC. Η εργασία IMC χρησιμοποίησε ένα ελεύθερο σχέδιο διαχωριστών πτώσης μερικές φορές με τη χρέωση μορίων που ενισχύεται με τη διέλευση μέσω ενός αναδευτήρα ή του κρουστικού εκκρεμούς όπως ένα σφυρί ή μύλος ράβδων. [4] Ένα μεταγενέστερο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας [5] περιέλαβε κάποια ενίσχυση του διαχωρισμού χρησιμοποιώντας τους φορτιστές των διαφορετικών υλικών, αν και το τελικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στη σειρά

[6]κατέληξε στο συμπέρασμα ότι φόρτιση επαφής σωματιδίων σε αυξημένη θερμοκρασία (>70°F) ήταν πιο αποτελεσματική από τη χρήση ενός συστήματος φορτιστή. Αντιπροσωπευτικά παραδείγματα αποτελεσμάτων που αναφέρονται σε αυτά τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας παρουσιάζονται στον πίνακα 1.

Πίνακας 1. Αναφερόμενα αποτελέσματα από Διεθνή Ορυκτά & Διπλώματα ευρεσιτεχνίας χημικών ουσιών 1955-1965

Τα διάφορα διπλώματα ευρεσιτεχνίας IMC εξέτασαν την επίδραση του μεγέθους των σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας διαφόρων περικοπών οθόνης ανεξάρτητα, αν και λίγη δουλειά περιλάμβανε πολύ καλή δουλειά (<45 µm) Σωματίδια. Η προετοιμασία δειγμάτων ποικίλλει ευρέως, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης της θερμοκρασίας, πριν από το πλύσιμο και το στέγνωμα, και διαφορετικές μέθοδοι ξήρανσης (έμμεση ξήρανση, ξήρανση φλας, λαμπτήρες θερμότητας με συγκεκριμένες σειρές μήκους κύματος IR). Διαφορετικές προσμείξεις (δηλ.. πυριτικά άλατα έναντι ανθρακικού άλατος) απαιτούνται διαφορετικές μέθοδοι χειρισμού και προεπεξεργασίας για τη βελτιστοποίηση του διαχωρισμού. Ενώ είναι σαφές από τις περιγραφές των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας ότι η IMC προσπαθούσε να αναπτύξει μια διαδικασία εμπορικής κλίμακας, εξέταση της βιβλιογραφίας δεν δείχνει ότι μια τέτοια εγκατάσταση κατασκευάστηκε και λειτούργησε ποτέ σε οποιοδήποτε χώρο IMC.

Στις εργασίες της δεκαετία του 1960 ειδικά για το ανθρακικό οξύ που περιέχει φωσφορικά μεταλλεύματος από τη Βόρεια Καρολίνα πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Έρευνας Ορυκτών του Κρατικού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας, [9] Χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστή ελεύθερης πτώσης εργαστηριακής κλίμακας και ένα συνθετικό μείγμα ανθρακικού κελύφους εδάφους και συμπυκνώματος επίπλευσης φωσφορικού βότσαλου σε πολύ στενό εύρος μεγέθους (-20για να +48 πλέγμα), η έρευνα έδειξε ότι η προϋπόθεση το υλικό με όξινο τρίψιμο ή λιπαρά οξέα επηρέασε τη σχετική φόρτιση του φωσφορικού άλατος είτε ως θετικό είτε ως αρνητικό. Σχετικά αιχμηροί χωρισμοί ελήφθησαν. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιείτε φυσικό μετάλλευο που περιέχει σημαντικό ποσό προστίμων, μόνο οι φτωχοί χωρισμοί ήταν δυνατοί. Ο καλύτερα αναφερόμενος διαχωρισμός από κατάλοιπο από την αναβάθμιση επίπλευσης με αρχικό P2O5 συγκέντρωση των 8.2% ανέκτησαν ένα προϊόν 22.1% P2O5. Δεν αναφέρθηκε επίπεδο ανάκτησης. Ιδίως, μία από τις αναφερόμενες δυσκολίες ήταν η συσσώρευση προστίμων στα διαχωριστικά ηλεκτρόδια.

Πρόσθετες εργασίες για τον ηλεκτροστατικό διαχωρισμό του φωσφορικού άλατος της Βόρειας Καρολίνας με τη χρήση διαχωριστή τύπου κυλίνδρου υψηλής τάσης

[10]κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, ενώ ο διαχωρισμός φωσφορικών αλάτων και χαλαζία ήταν δυνατός, το κόστος ξήρανσης ήταν απαγορευτικό. Ωστόσο, δεδομένου ότι τα ασβεστοποιημένα φωσφορικά μεταλλεύματος είναι ξηρά, οι ερευνητές πρότειναν ότι ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός τέτοιων μεταλλεύματος μπορεί να είναι δυνατός. Ο διαχωρισμός των ασβεστοποιημένων φωσφορικών αλάτων ήταν ανεπαρκής στην αναφερόμενη εργασία. Ο διαχωρισμός φαίνεται να σχετίζεται με το μέγεθος των σωματιδίων και όχι με τη σύνθεση. Οι προτεινόμενες βελτιώσεις περιελάμβαναν τη χρήση άλλων ηλεκτροστατικών συστημάτων διαχωρισμού, αντιδραστήρια για την ενίσχυση των χαρακτηριστικών φόρτισης σωματιδίων και του πολύ στενού μεγέθους οθόνης των υλικών. Δεν υπάρχουν στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι Πραγματοποιήθηκαν εργασίες παρακολούθησης σε αυτό το έργο.

Κάπως προηγούμενη εργασία χρησιμοποιώντας διαχωριστές κυλίνδρων υψηλής τάσης [11] με επιτυχία αφαιρέθηκαν ενώσεις αλουμινίου και σιδήρου από μετάλλευμα από τη Φλόριντα. Το μετάλλευο στέγνωσε., Συνθλίβονται, και προσεκτικά μεγέθους πριν από το χωρισμό. Το Π2O5 συγκέντρωση αυξήθηκε οριακά από 30.1% για να 30.6% αλλά η απομάκρυνση των ενώσεων Al και Fe επέτρεψε μια πολύ καλύτερη επακόλουθη ανάκαμψη με μεθόδους επίπλευσης. Αυτή η εργασία απεικόνιζε τη χρήση ενός ηλεκτροστατικού διαχωριστή για την αντιμετώπιση ενός προβλήματος με ένα συγκεκριμένο μετάλλευμα που περιόριζε τη συμβατική υγρή επεξεργασία.

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

Μαζί με έρευνες για το διαχωρισμό πολλών άλλων υλικών, Ο Ciccu και οι συνάδελφοί του δοκίμασαν το διαχωρισμό μιας ποικιλίας μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων, συμπεριλαμβανομένων πηγών από την Ινδία, Αλγερία, Τυνησία, και Αγκόλα. [12] Ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός ήταν ενδιαφέρον ως εναλλακτική λύση στην επίπλευση από οικονομική άποψη λόγω του γεγονότος ότι μεγάλες εναποθέσεις φωσφορικών αλάτων βρίσκονται σε άνυδρες περιοχές. [13] Χρήση διαχωριστών ελεύθερης πτώσης εργαστηριακής κλίμακας με "στροβιλοσυμπιεστή", Αυτοί οι ερευνητές ήταν σε θέση να αποκτήσουν αποτελέσματα διαχωρισμού παρόμοια με τις διαδικασίες επίπλευσης από μεταλλευτικά μεταλλεύματος με σχετικά απλές συνθέσεις gangue. Ειδικά, διαπίστωσαν ότι το φωσφορικό άλας χρεώθηκε θετικά παρουσία πυριτίου, αλλά αρνητικό παρουσία ασβεστίτη. Ωστόσο, εάν το μετάλλευο περιείχε σημαντικές ποσότητες τόσο πυριτίου όσο και ανθρακικού άλατος, ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός ήταν φτωχός και οι διαδικασίες επίπλευσης αποδείχθηκαν πιο ευέλικτες για την απόκτηση πρακτικών διαχωρισμών. Από μελέτες των επιδράσεων του στροβιλοσυμπιεστή στη φόρτιση μεμονωμένων σωματιδίων, αυτοί οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το υλικό gangue χρεώνεται κυρίως με επαφή σωματιδίων-σωματιδίων και όχι με επαφή με τις επιφάνειες του στροβιλοσυμπιεστή. [13] [14] Η φόρτιση ήταν επίσης ιδιαίτερα ευαίσθητη στη θερμοκρασία του υλικού, με καλό διαχωρισμό που μπορεί να επιτευχθεί μόνο πάνω από 100°C. Επιπλέον, η παρουσία λεπτού υλικού προκάλεσε προβλήματα στο διαχωριστή και τα καλά αποτελέσματα εξαρτώνται από το προσεκτικό μέγεθος σωματιδίων σε έως και τρεις περιοχές μεγέθους πριν από το διαχωρισμό. Μια σύνοψη των αποτελεσμάτων αυτής της ομάδας παρουσιάζεται στον πίνακα 2. Χωρίς πλήρη- Οι εφαρμογές κλίμακας φαίνεται να έχουν υλοποιηθεί με βάση αυτήν την εργασία.

Πίνακας 2. Αναφερόμενα αποτελέσματα από Ciccu, και. αλ. από διαχωριστές ελεύθερης πτώσης εργαστηριακής κλίμακας

Ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός ενός αιγυπτιακού μεταλλεύματος μελετήθηκε από τον Hammoud, et al. χρησιμοποιώντας διαχωριστή ελεύθερης πτώσης εργαστηριακής κλίμακας. [15] Το χρησιμοποιούμενο μετάλλευο περιείχε κυρίως διοξείδιο του πυριτίου και άλλα αδιάλυτα με αρχικό P2O5 συγκέντρωση των 27.5%. Το ανακτημένο προϊόν είχε P2O5 συγκέντρωση των 33% με ένα 71.5% ανάκτηση.

Μια πρόσθετη μελέτη ενός αιγυπτιακού μεταλλεύματος με κυρίως πυριτικό gangue διεξήχθη από τον Abouzeid, et al. χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστή κυλίνδρων εργαστηρίου. [16] Οι ερευνητές επιδίωξαν ειδικά να εντοπίσουν ξηρές τεχνικές συγκέντρωσης ή/και αποξήρανσης φωσφορικών μεταλλεύματος σε περιοχές με έλλειψη νερού. Η μελέτη αυτή έλαβε ένα προϊόν με 30% P2O5 από τροφοδότη με 18.2 % P2O5 με ανάκτηση 76.3 % μετά από προσεκτική αλλαγή μεγέθους υλικού σε στενό εύρος μεταξύ 0.20 χιλ. 0.09 mm.

Σε ένα μεταγενέστερο άρθρο ανασκόπησης που καλύπτει το πλήρες φάσμα των διαδικασιών ευπιστίας για την ανάκτηση φωσφορικών αλάτων, Ο Abouzeid ανέφερε ότι ενώ οι τεχνικές ηλεκτροστατικού διαχωρισμού ήταν επιτυχείς στην αναβάθμιση των μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων με την αφαίρεση πυριτίου και ανθρακικών αλάτων, η χαμηλή χωρητικότητα των διαθέσιμων διαχωριστών περιόρισε τη χρήση τους για εμπορική παραγωγή. [17]

Ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός των μεταλλεύματος της Φλόριντα μελετήθηκε πρόσφατα από τους Stencel και Jian χρησιμοποιώντας μια εργαστηριακή ροή- διαχωριστικό πτώσης. [18] Ο στόχος ήταν να προσδιοριστεί ένα εναλλακτικό ή συμπληρωματικό σύστημα επεξεργασίας στα συστήματα επίπλευσης που χρησιμοποιούνται επί μακρόν, δεδομένου ότι η επίπλευση δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε υλικό μικρότερο από 105 µm. Αυτό το λεπτό υλικό ήταν απλά χωματερή, με αποτέλεσμα την απώλεια σχεδόν 30% του φωσφορικού άλατος που αρχικά εξορύσσεται. Δοκίμασαν το αφυδατωμένο ακατέργαστο μετάλλευμα, λεπτή τροφή επίπλευσης, σκληρότερο συμπύκνωμα επίπλευσης, και τελικά συμπυκνώματα επίπλευσης που λαμβάνονται από δύο μονάδες μεταποίησης στη Φλόριντα με ρυθμούς 14 kg/ώρα σε διαχωριστή εργαστηριακής κλίμακας. Καλά αποτελέσματα διαχωρισμού αναφέρθηκαν με τη λεπτή τροφή επίπλευσης (+0.1 mm; ~12% P2O5) από μία πηγή που αναβαθμίστηκε σε 21-23% P2O5 σε δύο περάσματα με 81- 87% P2O5 ανάκτηση απορρίπτοντας κυρίως αδιάλυτο διοξείδιο του πυριτίου. Παρόμοια αποτελέσματα επιτεύχθηκαν κατά την τριβοχάραξη της τροφής χρησιμοποιώντας είτε έναν πνευματικό σωλήνα μεταφοράς είτε έναν περιστρεφόμενο τριβο-φορτιστή.

Η πιο πρόσφατα αναφερόμενη έρευνα σχετικά με τον ηλεκτροστατικό διαχωρισμό των μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων περιελάμβανε συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για την καλύτερη βελτιστοποίηση της φόρτισης των υλικών πριν από την εισαγωγή σε έναν ελεύθερο διαχωριστή πτώσης, Τάο και Αλ Χουάιτι [19] διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχε εμπορική χρήση ηλεκτροστατικής για φωσφορικό άλας

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

Ταχύτητα μεταγωγής, χαμηλή απόδοση και την ανάγκη εργασίας με στενές κατανομές μεγέθους σωματιδίων. Αυτοί οι ερευνητές επιδίωξαν ειδικά να ξεπεράσουν τη χαμηλή πυκνότητα φόρτισης σωματιδίων που σχετίζεται με συστήματα που εξαρτώνται από την επαφή σωματιδίων με σωματίδια ή την πρόσκρουση σε ένα απλό σύστημα φόρτισης. Δουλεύοντας με ένα ιορδανό μετάλλευμά του με κυρίως γάγγη πυριτίου, το υλικό συνθλίφτηκε για να -1.53 mm και αρνήθηκε προσεκτικά να αφαιρέσει υλικό παρακάτω 0.045 mm. Ένας μικρός διαχωριστής ελεύθερης πτώσης εργαστηριακής κλίμακας εξοπλίστηκε με έναν πρόσφατα σχεδιασμένο περιστρεφόμενο φορτιστή σχεδιασμένο με έναν στατικό κύλινδρο και ένα περιστρεφόμενο τύμπανο, ή φορτιστής, και ένα δακτυλιώδες διάστημα μεταξύ. Μια εξωτερική παροχή ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ του γρήγορου περιστρεφόμενου τυμπάνου και του σταθερού κυλίνδρου. Μετά τη φόρτιση με επαφή με το περιστρεφόμενο τύμπανο, τα σωματίδια περνούν σε ένα συμβατικό διαχωριστή ελεύθερης πτώσης. Εργασία με 100 μέγεθος παρτίδας gram και ξεκινώντας με μια απορριπτμένη τροφοδοσία P2O5 περιεχόμενο της 23.8%, μετά από δύο περάσματα ένα συμπύκνωμα με μέχρι 32.11% P2O5 ανακτήθηκε, αν και μόνο με συνολική ανάκαμψη των 29%.

Σε μια προσπάθεια να ευφειάσουν τα πρόστιμα φωσφορικών αλάτων (< 0.1 mm), Μπάντα και λοιποί. χρησιμοποίησε ένα ελεύθερο διαχωριστή πτώσης με ένα περιστρεφόμενο σύστημα φόρτισης πολύ παρόμοιο με αυτό του Tao.[20]. Το αρχικό υλικό ήταν από συμπύκνωμα επίπλευσης που περιείχε πρόστιμα με P2O5 του 28.5%. Προϊόν 34.2% P2O5 ανακτήθηκε, αλλά και πάλι με χαμηλό ποσοστό ανάκτησης 33.4%.

Αυτός ο "περιστροφικός τριβοηλεκτροστατικός διαχωριστής ελεύθερης πτώσης" εφαρμόστηκε και πάλι στην ξηρή ευπιστία των φωσφορικών αλάτων από τους Sobhy και Tao. [21] Εργασία με θρυμματισμένο δολομιτικό φωσφορικό βότσαλο από τη Φλόριντα με πολύ ευρύ εύρος μεγέθους σωματιδίων (1.25 mm – <0.010 mm), ένα συμπύκνωμα φωσφορικού άλατος με 1.8% MgO και 47% P2O5 η ανάκτηση παρήχθη από ζωοτροφή που 23% P2O5 και 2.3% Mgo. Τα βέλτιστα αποτελέσματα στη συσκευή εργαστηριακής κλίμακας επιτεύχθηκαν κατά τη σίτιση 9 kg/hr και – 3kV που εφαρμόζεται στον περιστροφικό φορτιστή. Η απόδοση διαχωρισμού αναφέρθηκε ότι περιορίζεται τόσο από την κακή απελευθέρωση του υλικού στα μεγάλα σωματίδια όσο και από την παρεμβολή διαφορετικών μεγεθών σωματιδίων στον θάλαμο διαχωρισμού.

Καλύτερα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν κατά την επεξεργασία δείγματος ζωοτροφών επίπλευσης με τη στενότερη κατανομή μεγέθους σωματιδίων 1 για να 0.1 mm. Με ένα αρχικό P2O5 περιεχόμενο περίπου 10%, ελήφθησαν δείγματα προϊόντος με περίπου 25% P2O5 Περιεχόμενο, P2O5 ανάκτησης 90%, και απόρριψη των 85% του χαλαζία. Αυτή η αποδεδειγμένη απόδοση σημειώθηκε πολύ καλύτερα από αυτή που αποκτήθηκε με διαχωριστή ελεύθερης πτώσης με ένα πιο συμβατικό σύστημα φόρτισης όπως χρησιμοποιείται από το Stencel [18] απόδειξη του πλεονεκτήματος του πρόσφατα σχεδιασμένου περιστροφικού φορτιστή. Επεξεργασία συμπυκνώματος επίπλευσης που περιέχει 31.7% P2O5 οδήγησε σε προϊόν μεγαλύτερο από 35% P2O5 με ανάκτηση 82%. Αυτή η αναβάθμιση σημειώθηκε ότι είναι καλύτερη από ό, τι είναι δυνατόν με επίπλευση.

Αυτός ο διαχωριστής εργαστηριακής κλίμακας με πλάτος συστήματος διαχωρισμού 7.5 cm περιγράφηκε ότι έχει ικανότητα 25 kg/ώρα, ισοδύναμο με 1/3 τόνος/ώρα/μέτρο πλάτους. Ωστόσο, οι αναφερόμενες επιδράσεις του ποσοστού τροφοδοσίας στην απόδοση διαχωρισμού έδειξαν ότι οι βέλτιστοι διαχωρισμοί 9 kg/hr ή λίγο περισσότερο από το ένα τρίτο της ονομαστικής δυναμικότητας του συστήματος.

Συνολική, οι προηγούμενες εργασίες για την ηλεκτροστατική αναβάθμιση των μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων περιορίστηκαν από τη σχετική φόρτιση σύνθετων γάγγων και την επιβλαβή επίδραση των επιπτώσεων στο μέγεθος των σωματιδίων, ιδιαίτερα, το αποτέλεσμα των προστίμων. Το μεγαλύτερο μέρος των εργασιών αφορούσε μόνο εξοπλισμό εργαστηριακής κλίμακας χωρίς επικύρωση της εν λόγω εμπορικής κλίμακας, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί εξοπλισμός που λειτουργεί συνεχώς. Επιπλέον, οι χαμηλές ικανότητες του διαθέσιμου ηλεκτροστατικού εξοπλισμού διεργασίας έχουν καταστήσει τις εμπορικές εφαρμογές.

2. Περιορισμοί των συμβατικών ηλεκτροστατικών διαδικασιών διαχωρισμού

Ηλεκτροστατικά συστήματα διαχωρισμού κυλίνδρων υψηλής τάσης όπως χρησιμοποιούνται από groppo [10] και Κουλόχερης κ.ά.. [11] χρησιμοποιούνται συνήθως για την αναβάθμιση μιας ποικιλίας υλικών όταν ένα στοιχείο είναι πιο αγώγυνο από άλλα. Σε αυτές τις διαδικασίες, το υλικό πρέπει να έρθει σε επαφή με πτυλιδωμένο τύμπανο ή πλάκα συνήθως μετά την αρνητική χρέωση των σωματιδίων του υλικού με ιονίζοντας απόρριψη κορόνας. Τα αγώγιμα υλικά θα χάσουν τη φόρτισή τους γρήγορα και θα ριχτούν από το τύμπανο. Η μη- αγώγιμο υλικό εξακολουθεί να έλκεται από το τύμπανο, καθώς η φόρτιση θα διαλυθεί πιο αργά και θα πέσει ή θα βουρτσιστεί από το τύμπανο μετά το διαχωρισμό από το υλικό διεξαγωγής.

Το ακόλουθο διάγραμμα (Σχήμα 2) απεικονίζει τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά αυτού του τύπου διαχωριστικού. Αυτές οι διαδικασίες είναι

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

περιορισμένη χωρητικότητα λόγω της απαιτούμενης επαφής κάθε σωματιδίου με το τύμπανο ή την πλάκα. Η αποτελεσματικότητα αυτών των διαχωριστών ρολού τυμπάνων περιορίζεται επίσης σε σωματίδια μεγέθους περίπου 0,1 mm ή μεγαλύτερου μεγέθους λόγω τόσο της ανάγκης επαφής με την γειωμένη πλάκα όσο και της απαιτούμενης δυναμικής ροής σωματιδίων. Σωματίδια διαφορετικών μεγεθών θα έχουν επίσης διαφορετική δυναμική ροής λόγω αδρανειακών επιδράσεων και θα έχουν ως αποτέλεσμα υποβαθμισμένο διαχωρισμό.

Σχήμα 2: Ηλεκτροστατικός διαχωριστής τυμπάνων (Πρεσβύτερος και Γιαν, 2003 [22]

Η περιορισμένη επιχειρηθείσα εφαρμογή στη φωσφορική ευπιστία οφείλεται στη μη αγώγιμη φύση τόσο των φωσφορικών αλάτων όσο και του τυπικού υλικού gangue. Ο Κουλουέρης παρατήρησε κυρίως κάποια αφαίρεση σιδήρου και αλουμινίου που περιείχαν σωματίδια που, λόγω της αγώγησής τους, "ρίχνονται" από τον κύλινδρο. Η παρουσία αυτού του είδους υλικού στα φωσφορικά μεταλλεύματος δεν είναι συχνή. Ο Groppo σημείωσε ότι το μόνο υλικό που "καρφώθηκε" στον κύλινδρο ως "μη αγωγός" ήταν τα πρόστιμα, υποδεικνύοντας διαχωρισμό κατά μέγεθος σωματιδίων και όχι σύνθεση υλικού. [9] Με πιθανές σπάνιες εξαιρέσεις, τα μεταλλεύματα φωσφορικών αλάτων δεν είναι δεκτικά για να λυγίσουν από τους διαχωριστές κυλίνδρων υψηλής έντασης.

Οι διαχωριστές κυλίνδρων τυμπάνων έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί στις διαμορφώσεις που βασίζονται στην τριβοηλεκτρική χρέωση των μορίων αντί της χρέωσης που προκαλείται από τον ιονισμό που προκαλείται από ένα πεδίο υψηλής έντασης. Ένα ή περισσότερα ηλεκτρόδια τοποθετημένα πάνω από το τύμπανο, όπως το «στατικό» ηλεκτρόδιο που απεικονίζεται στο σχήμα 2, χρησιμοποιούνται για να "ανυψώσουν" σωματίδια αντίθετης φόρτισης από την επιφάνεια του τυμπάνου. Ένα τέτοιο σύστημα χρησιμοποιήθηκε από τον Abouzeid, et al. [16] ο οποίος διαπίστωσε ότι η απόδοση διαχωρισμού μεταβλήθηκε ανάλογα με την πολικότητα και εφάρμοσε τάση των στατικών ηλεκτροδίων. Η διαδικασία Τζόνσον [1] χρησιμοποίησε μια άλλη παραλλαγή ενός διαχωριστή κυλίνδρων τυμπάνων. Ωστόσο, η περιορισμένη χωρητικότητα και η αποτελεσματικότητα ενός ενιαίου συστήματος κυλίνδρων οδηγεί στα πολύ περίπλοκα συστήματα, όπως 1. Όπως αναφέρεται παραπάνω, φαίνεται ότι αυτή η πολυπλοκότητα και η συνολική αναποτελεσματικότητα της διαδικασίας περιόρισε σημαντικά την εφαρμογή της.

Οι τριβοηλεκτροστατικοί διαχωρισμοί δεν περιορίζονται στο διαχωρισμό των αγώγιμων / μη αγώγιμες ύλες, αλλά εξαρτώνται από το φαινόμενο της μεταφοράς φορτίου με τριβή επαφής υλικών με ανόμοια χημεία επιφάνειας. Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται σε διαδικασίες διαχωρισμού "ελεύθερης πτώσης" εδώ και δεκαετίες. Μια τέτοια διαδικασία απεικονίζεται στο σχήμα 3. Τα συστατικά ενός μίγματος σωματιδίων αναπτύσσουν πρώτα διαφορετικές επιβαρύνσεις με επαφή είτε με μεταλλική επιφάνεια, όπως σε έναν τριβο-φορτιστή, ή με επαφή σωματιδίων προς σωματίδια, όπως σε μια ρευστοποιημένη συσκευή σίτισης κρεβατιών. Καθώς τα σωματίδια πέφτουν μέσα από το

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

ηλεκτρικό πεδίο στη ζώνη ηλεκτροδίων, η τροχιά κάθε σωματιδίου εκτρέπεται προς το ηλεκτρόδιο της αντίθετης φόρτισης. Μετά από μια ορισμένη απόσταση, οι κάδοι συλλογής χρησιμοποιούνται για να διαχωρίσουν τις ροές. Οι τυπικές εγκαταστάσεις απαιτούν πολλαπλά διαχωριστικά στάδια με ανακύκλωση κλάσματος. Ορισμένες συσκευές χρησιμοποιούν ένα σταθερό ρεύμα αερίου για να βοηθήσουν στη μεταφορά των σωματιδίων μέσω της ζώνης ηλεκτροδίων.

Σχήμα 5: Τριβοηλεκτροστατικός διαχωριστής "ελεύθερης πτώσης"

Αντί να εξαρτάται αποκλειστικά από την επαφή σωματιδίων προς σωματίδια για την πρόκληση μεταφοράς φορτίου, Πολλά συστήματα αυτού του τύπου χρησιμοποιούν ένα τμήμα "φορτιστή" που αποτελείται από ένα επιλεγμένο υλικό με ή χωρίς εφαρμοζόμενη τάση για την ενίσχυση της φόρτισης σωματιδίων. Στη δεκαετία του 1950, Lawver διερευνάται χρησιμοποιώντας διάφορες συσκευές, συμπεριλαμβανομένου ενός μύλου σφυριών και μύλου ράβδων για την επαναφόρτιση του υλικού μεταξύ των σταδίων διαχωρισμού [4] καθώς και απλούς φορτιστές πιάτων διαφόρων υλικών. [5] [6] Ωστόσο, Ο Lawver κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η θερμοκρασία του υλικού ήταν πρωταρχικής σημασίας και η μεταφορά φορτίου σωματιδίων-σωματιδίων πάνω από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος παρείχε καλύτερα αποτελέσματα από τη χρήση φορτιστή. Κίτσικου κ.ά.. [12] διερεύνησε τον σχετικό βαθμό μεταφοράς φορτίου και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το δευτερεύον υλικό gangue που αποκτήθηκε χρεώνεται κυρίως μέσω επαφής σωματιδίων-σωματιδίων λόγω της χαμηλής πιθανότητας συχνότητας πρόσκρουσης με πλάκα φορτιστή. Αυτό δείχνει έναν περιορισμό στη χρήση συστημάτων φορτιστή: όλα τα σωματίδια πρέπει να έρχονται σε επαφή με την επιφάνεια του φορτιστή, οπότε ο ρυθμός τροφοδοσίας πρέπει να είναι σχετικά χαμηλός. Η επαφή μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση ταραχωδών συνθηκών για τη μεταφορά του υλικού ή με τη χρήση ενός μεγάλου φορτιστή κίνησης επιφάνειας. Το πρόσφατο έργο του Τάο [19] και μπάντα [20] και σώβρα. [21] χρησιμοποιήστε έναν ειδικά σχεδιασμένο περιστρεφόμενο φορτιστή με εφαρμοζόμενη τάση αλλά μόνο σε ένα πολύ μικρής κλίμακας εργαστηριακό διαχωριστή. Ενώ αυτός ο βελτιωμένος σχεδιασμός φορτιστή έχει αποδειχθεί ότι είναι ανώτερος από τα παλαιότερα συστήματα, αποδεδειγμένες ικανότητες επεξεργασίας αυτών των συστημάτων εξακολουθούν να είναι αρκετά χαμηλές. [21]

Αυτός ο τύπος διαχωριστή ελεύθερης πτώσης έχει επίσης περιορισμούς στο μέγεθος σωματιδίων του υλικού που μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία. Η ροή εντός της ζώνης ηλεκτροδίων πρέπει να ελέγχεται ώστε να ελαχιστοποιούνται οι αναταράξεις ώστε να αποφεύγεται η «κηλίδωση» του διαχωρισμού. Η τροχιά των λεπτών σωματιδίων είναι περισσότερο που πραγματοποιούνται από τις αναταραχές, δεδομένου ότι οι αεροδυναμικές δυνάμεις έλξης σε λεπτά σωματίδια είναι πολύ μεγαλύτερες από τις βαρυτικές και ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να ξεπεραστεί σε κάποιο βαθμό εάν το υλικό με σχετικά στενό εύρος μεγέθους σωματιδίων υποβάλλεται σε επεξεργασία. Μεγάλο μέρος της έρευνας που συζητήθηκε παραπάνω περιλάμβανε υλικό προ-διαλογής σε διαφορετικές σειρές μεγέθους προκειμένου να βελτιστοποιηθεί ο διαχωρισμός. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] Teh

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

διαφορά της 8 για να 20 kV. Η ζώνη, που είναι κατασκευασμένο από μη αγώγιμο πλαστικό, είναι ένα μεγάλο πλέγμα με περίπου 60% ανοιχτή περιοχή. Τα σωματίδια μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από τις τρύπες της ζώνης. Κατά την είσοδο στο κενό μεταξύ των ηλεκτροδίων τα αρνητικά φορτισμένα μόρια έλκονται από το ηλεκτρικό πεδίο δυνάμεων στα θετικά ηλεκτρόδια κάτω. Τα θετικά φορτισμένα μόρια έλκονται στο αρνητικά χρεωμένο ηλεκτρόδιο κορυφή. Η ταχύτητα της συνεχή βρόχο ζώνης είναι μεταβλητή από 4 έως 20m/s. Η γεωμετρία των εγκάρσιων κλώνων χρησιμεύει για να σαρώσει τα σωματίδια από τα ηλεκτρόδια μετακινώντας τα προς το σωστό άκρο του διαχωριστή και πίσω στη ζώνη υψηλής κλίσης μεταξύ των αντίθετα κινούμενων τμημάτων της ζώνης. Επειδή η πυκνότητα αριθμού σωματιδίων είναι τόσο υψηλό επίπεδο το χάσμα μεταξύ των ηλεκτροδίων (περίπου ένα- τρίτον, ο όγκος καταλαμβάνεται από σωματίδια) και η ροή είναι έντονα ταραγμένος, Υπάρχουν πολλές συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων και βέλτιστη φόρτιση παρουσιάζεται συνεχώς σε όλη τη ζώνη διαχωρισμού. Η αντίρροπη ροή που προκαλείται από το oppositely κινούμενα τμήματα ζώνη και η συνεχής επαναφόρτιση και εκ νέου διαχωρισμός δημιουργεί ένα μετρητή τρέχουσα πολυβάθμια διαχωρισμού μέσα σε μια ενιαία συσκευή. Αυτή η συνεχής φόρτιση και επαναφόρτιση σωματιδίων εντός του διαχωριστή εξαλείφει κάθε απαιτούμενο σύστημα "φορτιστή" πριν από την εισαγωγή υλικού στο διαχωριστή, αφαιρώντας έτσι έναν σοβαρό περιορισμό της ικανότητας άλλων ηλεκτροστατικών διαχωριστών. Η έξοδος από αυτό το διαχωριστικό είναι δύο ρεύματα, ένα πυκνό και ένα υπόλειμμα, χωρίς ρεύμα ψιλά πίτυρα. Η αποτελεσματικότητα του αυτός ο διαχωριστής έχει αποδειχθεί ότι είναι ισοδύναμο με περίπου τρία στάδια του χωρισμού της ελεύθερης πτώσης με ψιλά πίτυρα ανακύκλωσης.

Ορυκτό Α Τέλος

Σχήμα 7: Βασικές αρχές του διαχωριστή ζώνης STET

Ο εξαιρετικά αποτελεσματικός διαχωρισμός σωματιδίων 0.5 mm το καθιστά ιδανική και αποδεδειγμένη επιλογή για τον διαχωρισμό των προστίμων (σκόνη) από μια λειτουργία ξηρής λείανσης ποτάσας. Ο διαχωριστής STET μπορεί να επεξεργαστεί αποτελεσματικά ένα ευρύ φάσμα μεγεθών σωματιδίων χωρίς την ανάγκη ταξινόμησης σε στενά εύρη μεγέθους. Λόγω της έντονης αναταραχής, το υψηλό ποσοστό κουράς μεταξύ των κινούμενων ζωνών, και την ικανότητα χειρισμού πολύ λεπτών σωματιδίων (<0.001 mm) Ο διαχωριστής ST μπορεί να είναι αποτελεσματικός στο διαχωρισμό των γλοιών μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων όπου άλλοι ηλεκτροστατικοί διαχωριστές έχουν αποτύχει.

3.1 Κεφαλαιουχικά και Λειτουργικά Έξοδα

Μια συγκριτική μελέτη κόστους ανατέθηκε από την STET και διεξήχθη από την Soutex Inc. [25] Soutex είναι ένα Κεμπέκ Καναδά με βάση την εταιρεία μηχανικών με μεγάλη εμπειρία τόσο σε υγρή επίπλευσης και ηλεκτροστατική αξιολόγηση της διαδικασίας διαχωρισμού και το σχεδιασμό. Η μελέτη συνέκρινε το κόστος κεφαλαίου και λειτουργίας της διαδικασίας διαχωρισμού της τριβοηλεκτροστατικής ζώνης με τη συμβατική αφπλήση αφρού για την ευφεκιοποίηση μεταλλεύματος βαρίτη χαμηλής ποιότητας. Το λειτουργικό κόστος εκτιμάται ότι περιλαμβάνει, Συντήρηση, Ενέργειας (ηλεκτρικά και καύσιμα), και αναλώσιμα (Παράδειγμα, κόστος χημικού αντιδραστηρίου για την επίπλευση). Το κόστος των εισροών βασίστηκε σε τυπικές τιμές για ένα υποθετικό εργοστάσιο που βρίσκεται κοντά στο battle mountain, Νεβάδα ΗΠΑ. Το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας σε διάστημα δέκα ετών υπολογίστηκε από το κεφάλαιο και το λειτουργικό κόστος

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

8% προεξοφλητικό επιτόκιο. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης κόστους παρουσιάζονται ως σχετικά ποσοστά στον πίνακα 3. Πίνακας 3. Σύγκριση κόστους για επεξεργασία barite

Το συνολικό κόστος αγοράς του κεφαλαιουχικού εξοπλισμού για τη διαδικασία διαχωρισμού της τριβοηλεκτροστατικής ζώνης είναι ελαφρώς μικρότερο από ό,τι για την επίπλευση. Ωστόσο, όταν οι συνολικές κεφαλαιουχικές δαπάνες υπολογίζονται για να, σωληνώσεις και ηλεκτρικά έξοδα, και το κόστος κατασκευής της διαδικασίας, η διαφορά είναι μεγάλη. Το συνολικό κόστος κεφαλαίου για τη διαδικασία διαχωρισμού τριβοηλεκτροστατικής ζώνης είναι 63.2% του κόστους της διαδικασίας επίπλευσης. Το σημαντικά χαμηλότερο κόστος για την ξηρή διαδικασία προκύπτει από το απλούστερο φύλλο ροής. Το λειτουργικό κόστος για τη διαδικασία διαχωρισμού της τριβοολεκτροστατικής ζώνης 75.5% της διαδικασίας επίπλευσης λόγω κυρίως χαμηλότερων αναγκών σε προσωπικό λειτουργίας και χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας.

Το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας της διαδικασίας διαχωρισμού της τριβοηλεκτροστατικής ζώνης είναι σημαντικά μικρότερο από ό,τι για την επίπλευση. Ο συντάκτης της μελέτης, Σουντεξ Α.Ε., κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η διαδικασία διαχωρισμού της τριβοηλεκτροστατικής ζώνης προσφέρει προφανή πλεονεκτήματα στο CAPEX, OPEX, και λειτουργική απλότητα.

4. Περίληψη

Ενώ η ευπιστία των μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων με ξηρές ηλεκτροστατικές διεργασίες έχει επιχειρηθεί από διάφορους ερευνητές από τη δεκαετία του 1940 έχει υπάρξει πολύ οριακή χρήση τέτοιων διεργασιών σε εμπορική κλίμακα. Η περιορισμένη επιτυχία οφείλεται σε διάφορους παράγοντες που αποδίδονται στα σχέδια των διαχωριστικών συστημάτων και στην πολυπλοκότητα των μεταλλεύματος.

Προετοιμασία ζωοτροφών (Θερμοκρασία, ταξινόμηση μεγέθους, παράγοντες κλιματισμού) έχει σημαντικό αντίκτυπο στις επιδόσεις των συστημάτων διαχωρισμού. Ευκαιρίες για περαιτέρω εργασία στον τομέα αυτό, ιδίως την εξερεύνηση χημικών παραγόντων κλιματισμού για την ενίσχυση της διαφορικής φόρτισης των σωματιδίων, ώστε να καταστεί δυνατή η μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στον επακόλουθο διαχωρισμό. Η χρήση τέτοιων παραγόντων τροποποίησης της χρέωσης μπορεί να οδηγήσει σε διαδικασίες που μπορούν να αποτελέσουν επιτυχώς ανεφοπτύσματα μεταλλεύματος με σύνθετο υλικό gangue, συμπεριλαμβανομένων τόσο των πυριτίων όσο και των ανθρακικού άλατος.

Ενώ οι εργασίες συνεχίζονται για την περαιτέρω βελτίωση αυτών των μεθόδων, οι θεμελιώδεις περιορισμοί στα συμβατικά ηλεκτροστατικά συστήματα περιλαμβάνουν, που απαιτούνται για πολλαπλά στάδια για την κατάλληλη αναβάθμιση του μεταλλεύματος, και λειτουργικά προβλήματα που προκαλούνται από πρόστιμα. Για βιώσιμες εφαρμογές εμπορικής κλίμακας των αποδεδειγμένων εργαστηριακών τεχνικών, πρέπει να γίνουν σημαντικές βελτιώσεις για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη, συνεχής λειτουργία χωρίς υποβάθμιση της αποτελεσματικότητας.

Ο τριβοηλεκτρικός διαχωριστής STET παρέχει στη βιομηχανία επεξεργασίας ορυκτών ένα μέσο για την ευπιστία λεπτών υλικών με μια εντελώς ξηρή τεχνολογία. Η φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία μπορεί να εξαλείψει την υγρή επεξεργασία και την απαιτούμενη ξήρανση του τελικού υλικού. Η διαδικασία STET λειτουργεί σε υψηλή χωρητικότητα – έως 40 τόνοι ανά ώρα από μια συμπαγή μηχανή. Ο διαχωριστής STET μπορεί να επεξεργαστεί αποτελεσματικά ένα ευρύ φάσμα μεγεθών σωματιδίων χωρίς την ανάγκη ταξινόμησης σε στενά εύρη μεγέθους. Λόγω της έντονης αναταραχής, το υψηλό ποσοστό κουράς μεταξύ των κινούμενων ζωνών, και την ικανότητα χειρισμού πολύ λεπτών σωματιδίων (<0.001 mm) Ο διαχωριστής STET ενδέχεται να είναι αποτελεσματικός στο διαχωρισμό των αδυνατίσματος από τα μεταλλευτικά μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων όπου άλλοι ηλεκτροστατικοί διαχωριστές έχουν αποτύχει. Η κατανάλωση ενέργειας είναι χαμηλή, περίπου 1-2 kWh/τόνοι μεταποιημένων υλικών. Δεδομένου ότι η μόνη πιθανή εκπομπή της διαδικασίας είναι η σκόνη, Η αδειοδότηση είναι συνήθως σχετικά εύκολη.

J.D. Μπίτνερ κ.ά./ Μηχανική Προσέντια 00 (2015) 000–000

Αναφορές

[1]H. Β. Τζόνσον, Επεξεργασία της συγκέντρωσης φωσφορικών ορυκτών, Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των Ηνωμένων Πολιτειών # 2,135,716, Νοέμβριος, 1938

[2]H. Β. Τζόνσον, Επεξεργασία της συγκέντρωσης φωσφορικών ορυκτών, Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των Ηνωμένων Πολιτειών # 2,197,865, Απριλίου, 1940.

[3]Ο.C. Ράλστον, Ηλεκτροστατικός διαχωρισμός μεικτών κοκκώδης στερεών, Elsevier εκδοτική εταιρεία, εκτός εκτύπωσης, 1961.

[4]Ι.Ε.. Λόβερ, Μέθοδος ευπεπτίας μεταλλεύματος Αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2723029 Νοέμβριος 1955

[5]Ι.Ε.. Λόβερ, Η ευφορία του Μη μεταλλικό ανόργανα άλατα. Αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2,754,965 Ιούλιος 1956

[6]Ι.Ε.. Λόβερ, Βενέτειρα φωσφορικών μεταλλεύματος Αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 3,225,923 Δεκ 1965

[7]C. C. Μαγειρεύω, Ως εκ τούτου, η μέθοδος και η συσκευή ευπεπτίας, Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των Ηνωμένων Πολιτειών # 2,738,067, Μάρτιος, 1956

[8]Ι.Ε.. Λόβερ, Η ευφορία του Μη μεταλλικό ανόργανα άλατα. Αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2,805,769 Σεπτέμβριος 1957

[9]Δ. G. Φρέασμπι, Ηλεκτροστατικός διαχωρισμός φωσφορικών αλάτων και σωματιδίων ασβεστίτη ελεύθερης πτώσης, Έκθεση Προόδου Εργαστηρίου Έρευνας Ορυκτών, Δεκέμβριος, 1966

[10]Τζέι Τζι. Γκρόπο, Ηλεκτροστατικός διαχωρισμός φωσφορικών αλάτων της Βόρειας Καρολίνας, Έκθεση εργαστηρίου έρευνας ορυκτών του Κρατικού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας

# 80-22-P, 1980

[11]Α.Π.. Κουλόχερης, Μ.Σ.. Χουάνγκ, Ξηρή εκχύλιση και καθαρισμός φωσφορικών βότσαλων από βράχο ορυχείου, Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των Ηνωμένων Πολιτειών # 3,806,046, Απριλίου 1974

[12]R. Τσιτσού, C. Ντέλφα, Ο Τζι.B. Αλφάνου, P. Καρμπίνι, L. Κουρέλι, P. Σάμπα1972 Ορισμένες δοκιμές του ηλεκτροστατικού διαχωρισμού που εφαρμόζονται στα φωσφορικά άλατα με ανθρακικό γάγγραιο», Διεθνές Συνέδριο Επεξεργασίας Ορυκτών, Πανεπιστήμιο του Κάλιαρι, Ιταλία

[13]R. Τσιτσού, M. Γκιάνη, Ο εμπλουτισμός των άπαχων ιζηματομευτικών μεταλλεύματος φωσφορικών αλάτων με επιλεκτική επίπλευση ή ηλεκτροστατικό διαχωρισμό, Διαδικασία, Συνέδριο FIPR 1993, 135-146.

[14]R. Τσιτσού, M. Γκιάνη, G. Φεράρα Επιλεκτική τριβοφόρηση σωματιδίων για διαχωρισμό, Kona σκόνη και μοριοσανίδα περιοδικό 1993, 11, 5-15.

[15]Ν.Σ.. Χαμούντ, Α.Ε.. Κάζμπακ, Μ.M. Αλί, 1977 Μια διαδικασία για την αναβάθμιση των άπαχων μη οξειδωμένων σύνθετων φωσφορικών αλάτων του οροπεδίου Abu Tartur

(Δυτική έρημος)". International Mineral Processing Conference.

[16]A.Z.M. Abouzeid, Α.Ε.. Κάζμπακ, 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, Διεθνής εφημερίδα επεξεργασίας ορυκτών, 2008, 85, 59-84.

[18]Ι.Μ. Stencel, X. Jiang Πνευματική Μεταφορά, Triboelectric Beneficiation για τη βιομηχανία φωσφορικών αλάτων της Φλώριδας, Final Report prepared for the Florida Institute of Phosphate Research, FIPR Project 01-02-149R, Δεκέμβριος 2003.

[19]Δ. 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, Μπορεί να 2012, 112, 341-345.

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

[22]J. Γέροντα, Ε. Yan, 2003. “eForce.- Νέα γενιά ηλεκτροστατικού διαχωριστή για τη βιομηχανία άμμου ορυκτών." Συνέδριο Βαρέων Ορυκτών, Γιοχάνεσμπουργκ, Νοτιοαφρικανικό Ινστιτούτο Ορυχείων και Μεταλλουργίας.

[23]L. Εμπορικά σήματα, Π-Μ. Μπεϊέρ Ι. Stahl,Ηλεκτροστατικό διαχωρισμό, Γουάιλι-VCH Βερλάταγκ GmbH& Σία., 2005.

[24]J.D. Bittner, Φ.Τζ.. Hrach, S.A. Gasiorowski, Λ.Α.. Canellopoulus, H. Guicherd, Triboelectric ζώνη διαχωριστικό για αξιοποίηση και εμπλουτισμός πρόστιμο ορυκτά, SYMPHOS 2013 – 2nd International Symposium on Innovation and Technology for the Phosphate Industry. Procedia μηχανικών, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, Κ.Π. Flynn, Φ.Τζ.. Hrach, Επέκταση εφαρμογές σε ξηρά triboelectric διαχωρισμού των ορυκτών, Πρακτικά Συνεδρίου XXVII διεθνή επεξεργασίας ορυκτών – IMPC 2014, Σαντιάγο, Χιλή, Οκτ 20 – 24, 2014.