Electrostatic Beneficiation of Phosphate Ores: Review of Past Work and Discussion of an Improvised Separation System

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3rd Symposium international sur l'innovation et la technologie dans l'industrie des phosphates

Bienséisation électrostatique des minerais de phosphate: Examen des travaux antérieurs

et la discussion d'un système de séparation amélioré

J.D. Bittnerun, S.A.Gasiorowskiun, F.J.Hrachun, H. Guicherdb

unST Equiment and Technology LLC (en), Needham, Massachusetts, USA

BST Equipment & Technology LLC, Avignon, France

Résumé

La bienveillance des minerais de phosphate par des procédés électrostatiques secs a été tentée par divers chercheurs depuis les années 1940. Les raisons sous-jacentes de la mise au point de procédés secs pour la récupération du phosphate sont la quantité limitée d'eau dans certaines régions arides., les coûts chimiques de flottaison, et les coûts de traitement des eaux usées. Bien que les processus électrostatiques ne constituent pas une alternative complète à la, il peut convenir comme supplément pour certains cours d'eau tels que la réduction des amendes/slimes contenu soupeux de minerai avant la flottaison, traitement des résidus de flottaison pour la récupération du produit perdu, et minimiser les impacts environnementaux. Bien que beaucoup de travail ait été effectué à l'aide de rouleaux à haute tension et de séparateurs de chute libre à des échelles de laboratoire, la seule preuve de l'installation commerciale est le circa 1940 Processus "Johnson" à Pierce Mine FL; Il n'y a aucune preuve dans la littérature de l'utilisation commerciale actuelle des électrostatiques, bien qu'un fort intérêt pour les procédés secs continue d'être utilisé dans les régions arides. Les différents projets de recherche signalés mettent l'accent sur le fait que la préparation des (température, classification de la taille, agents de conditionnement) avoir un impact majeur sur la performance. Bien que de bonnes séparations aient été réalisées en supprimant la silice des phosphates, et avec moins d'exemples de calcite et de dolomite à partir de phosphate, les résultats sont moins positifs lorsque de multiples impuretés sont présentes. Les travaux de recherche se poursuivent pour affiner davantage ces méthodes, mais les limites fondamentales des systèmes électrostatiques conventionnels comprennent une faible, la nécessité de plusieurs étapes pour une mise à niveau adéquate du minerai, et les problèmes opérationnels causés par les amendes. Certaines de ces limitations peuvent être surmontées par de nouveaux processus électrostatiques, y compris un séparateur de ceinture triboélectrique.

© 2015 Les auteurs. Publié par Elsevier Ltd.

Examen par les pairs sous la responsabilité du Comité scientifique de SYMPHOS 2015.

Mots-clés: phosphate, Électrostatique; séparation; minéraux; particules fines; processus sec

*Auteur correspondant: Tél.: +33-4-8912-0306 courriel adresse: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Les auteurs. Publié par Elsevier Ltd.

Examen par les pairs sous la responsabilité du Comité scientifique de SYMPHOS 2015.

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1. Travaux rapportés sur la bienedes électrostatiques des minerais de phosphate

La concentration de phosphate à partir de minerais naturels a longtemps été effectuée par une variété de méthodes utilisant des quantités parfois importantes d'eau. Cependant, en raison de la pénurie d'eau dans divers gisements de phosphate à travers le monde, ainsi que l'augmentation des coûts de délivrance des permis et de traitement des eaux usées, développement d'une, processus économique sec est hautement souhaitable.

Des méthodes de traitement électrostatique à sec des minerais de phosphate ont été proposées et démontrées à de petites échelles pour plus de 70 années. Cependant, applications commerciales de ces méthodes ont été très limitées. Le "processus Johnson" [1] a été utilisé commercialement à partir de 1938 pour une période de temps à l'usine American Agricultural Chemical Company près de Pierce Florida USA. Ce processus a utilisé une série très complexe d'électrodes à rouleaux (Figure 1) pour la concentration multi-étapes de récupération de phosphate à partir de résidus de laveuse deslimed, pré-concentrés de flottaison, ou les résidus de flottaison. En commençant par 15.4% P.2O5 et 57.3% matières insolubles dans les résidus fins, grâce à une combinaison de classification de la taille, désliming, et le préconditionnement des résidus séchés, le matériel avec 33.7% P.2O5 et seulement 6.2% insoluble a été récupéré. Dans un autre exemple, mise à niveau des résidus de flottaison avec 2.91% P.2O5 a donné lieu à un produit de 26.7% P.2O5 avec un 80% Récupération. Johnson a observé qu'il était nécessaire de traiter les résidus de laveuse avec des réactifs chimiques généralement utilisés dans la flottaison de phosphate pour obtenir la teneur élevée en phosphate et la récupération. Il mentionne spécifiquement l'efficacité du mazout et des acides gras comme réactifs.

Figure 1, Appareil de processus De Johnson et feuille de flux US Brevet 2,135,716 et 2,197,865, 1940 [1][2]

Bien que cette installation commerciale soit citée dans la littérature comme commençant 1938, il n'est pas clair dans quelle mesure ou pour combien de temps ce processus a été utilisé. Dans son résumé de l'état des séparations électrostatiques jusqu'à 1961, O. C. Ralston

[3]écrit que cinq grands séparateurs Johnson ont été installés chaque traitement sur 10 tonnes/hr de -20 alimentation en maille. Chaque séparateur a été 10 roule haut avec la tension appliquée de 20 kV. Aucun autre concentrateur de phosphate à l'échelle commerciale utilisant des électrostatiques n'a été installé en Floride selon Ralston. D'après la description de l'équipement de procédé, les auteurs

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ont conclu que la capacité globale du processus était plutôt faible par rapport à la capacité d'autres processus, tels que la flottaison humide. La faible capacité et les coûts de séchage du minerai d'alimentation provenant de l'exploitation minière humide en Floride sont probablement la raison pour laquelle ils ont limité la poursuite de l'application du processus dans les années 1940 et 1950..

Dans les années 1950 et 1960, les travailleurs des & Société des produits chimiques (Dm.) examiné l'application de processus de séparation électrostatique séchage pour la biens. Le traitement du minerai de phosphate floridien intéressait particulièrement IMC. Les travaux de l'IMC utilisaient une conception de séparateur de chute libre parfois avec la charge de particules améliorée en passant par un agitateur ou un impacteur tel qu'un marteau ou un moulin à tiges. [4] Un brevet ultérieur [5] inclus une certaine amélioration de la séparation à l'aide de chargeurs de différents matériaux, si le brevet final de la série

[6]conclu que charge de contact de particules à une température élevée (>70° F) était plus efficace que l’utilisation d’un système de chargeur. Des exemples représentatifs de résultats rapportés dans ces brevets sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1. Résultats publiés par International Minerals & Brevets produits chimiques 1955-1965

Les différents brevets de l’IMC ont examiné l’influence de la taille des particules, y compris le traitement de diverses coupes d’écran indépendamment, bien que peu de travail impliqué très bien (<45 µm) Particules. Le conditionnement des échantillons variait considérablement, y compris l’ajustement de la température, pré lavage et séchage, et différentes méthodes de séchage (séchage indirect, séchage flash, lampes thermiques avec des plages de longueur d’onde IR spécifiques). Différentes impuretés (C’est à dire. silicates contre carbonates) différentes méthodes de manipulation et de prétraitement pour optimiser la séparation. Bien qu’il ressorte clairement des descriptions de brevets qu’IMC tentait de mettre au point un processus à l’échelle commerciale, l’examen de la documentation n’indique pas qu’une telle installation a jamais été construite et exploitée sur un site IMC.

Dans les années 1960, des travaux portant spécifiquement sur le carbonate contenant des minerais de phosphate de Caroline du Nord ont été réalisés au North Carolina State University Minerals Research Laboratory., [9] Utilisation d’un séparateur de chute libre à l’échelle de laboratoire et d’un mélange synthétique de carbonate de coquille moulue et de concentré de flottaison de galets de phosphate dans une gamme de taille très étroite (-20À +48 maille), la recherche a montré que le préconditionnement le matériau avec un gommage acide ou des acides gras a influencé la charge relative du phosphate comme positif ou négatif. Des séparations relativement nettes ont été obtenues. Cependant, lors de l’utilisation d’un minerai naturel contenant un montant considérable d’amendes, seules de mauvaises séparations étaient possibles. La séparation la mieux rapportée d’un résidu de la mise à niveau de flottaison avec un P initial2O5 concentration de 8.2% récupéré un produit de 22.1% P.2O5. Aucun niveau de récupération n’a été signalé. Notamment, l’une des difficultés signalées était l’accumulation d’amendes sur les électrodes séparateurs.

Travaux supplémentaires sur la séparation électrostatique du phosphate de Caroline du Nord à l’aide d’un séparateur de type rouleau à haute tension

[10]a conclu que, bien que la séparation du phosphate et du quartz soit possible, le coût de séchage était prohibitif. Cependant, étant donné que les ores de phosphate calciné sont secs, les chercheurs ont suggéré que la séparation électrostatique de ces ores peut être possible. La séparation des phosphates calcinés était faible dans les travaux. La séparation semblait être liée à la taille des particules plutôt qu’à la composition. Les améliorations suggérées comprenaient l’utilisation d’autres systèmes de séparation électrostatiques, réactifs pour améliorer les caractéristiques de charge des particules et le dimensionnement très proche de l’écran des matériaux. Rien n’indique qu’une un travail de suivi a été effectué sur ce projet.

Travaux un peu plus tôt à l’aide de séparateurs à rouleaux à haute tension [11] avec succès enlevé l’aluminium et les composés de fer du minerai au ruissellement de la Floride. Le minerai a été séché, Écrasé, et soigneusement dimensionné avant la séparation. Le P2O5 concentration a été légèrement augmentée par rapport à 30.1% À 30.6% mais l’élimination des composés Al et Fe a permis une bien meilleure récupération ultérieure par des méthodes de flottaison. Ce travail a illustré l’utilisation d’un séparateur électrostatique pour résoudre un problème avec un minerai spécifique qui limitait le traitement.

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Avec des enquêtes sur la séparation de nombreux autres matériaux, Ciccu et ses collègues ont testé la séparation d’une variété de tés de phosphate, y compris des sources en provenance de l’Inde, Algérie, Tunisie, et l’Angola. [12] La séparation électrostatique était intéressante comme alternative à la flottaison d’un point de vue économique en raison du fait que de grands gisements de phosphates se trouvent dans les régions arides. [13] Utilisation de séparateurs de chute libre à l’échelle de laboratoire avec un « turbocompresseur », ces chercheurs ont pu obtenir des résultats de séparation semblables aux processus de flottaison des ores avec des compositions de gangue relativement simples. Spécifiquement, ils ont constaté que le phosphate chargé positivement en présence de silice, mais négatif en présence de calcite. Cependant, si le minerai contenait des quantités importantes de silice et de carbonate, la séparation électrostatique était médiocre et les processus de flottaison se sont avérés plus flexibles pour obtenir des séparations pratiques. D’après les études des effets du turbocompresseur sur la charge des particules individuelles, ces chercheurs ont conclu que le matériau gangue chargé principalement par le contact particules-particules plutôt que le contact avec les surfaces turbocompresseurs. [13] [14] La charge était également très sensible à la température des matériaux, avec une bonne séparation seulement accessible au-dessus de 100°C. Plus, la présence de matériaux fins a causé des problèmes dans le séparateur et de bons résultats dépendent d’un dimensionnement soigneux des particules dans des gammes allant jusqu’à trois tailles avant la séparation. Un résumé des résultats de ce groupe est présenté dans le tableau 2. Pas complet- applications à l'échelle semblent avoir été mises en œuvre sur la base de ce travail.

Tableau 2. Résultats rapportés de Ciccu, et. Al. des séparateurs de chute libre à l'échelle du laboratoire

La séparation électrostatique d'un minerai égyptien a été étudiée par Hammoud, et coll.. à l'aide d'un séparateur de chute libre à l'échelle du laboratoire. [15] Le minerai utilisé contenait principalement de la silice et d'autres insolubles avec un2O5 concentration de 27.5%. Le produit récupéré avait un P2O5 concentration de 33% avec un 71.5% Récupération.

Une étude supplémentaire d'un minerai égyptien avec une gangue principalement siliceous a été menée par Abouzeid, et coll.. à l'aide d'un séparateur de rouleaux de laboratoire. [16] Les chercheurs ont spécifiquement cherché à identifier les techniques sèches de concentration et/ou de dudust de phosphaté dans les districts où les pénuries d’eau sont pénuries d’eau.. Cette étude a obtenu un produit avec 30% P.2O5 à partir d’un matériau d’alimentation avec 18.2 % P.2O5 avec une reprise de 76.3 % après un dimensionnement soigneux du matériau à une plage étroite entre 0.20 mm et 0.09 mm.

Dans un article d’examen ultérieur portant sur l’ensemble des processus de valorisation pour la récupération du phosphate, Abouzeid a signalé que si les techniques de séparation électrostatique ont réussi à améliorer les géni phosphate en enlevant la silice et les carbonates, la faible capacité des séparateurs disponibles limitait leur utilisation pour la production commerciale. [17]

La séparation électrostatique des ores de Floride a été étudiée récemment par Stencel et Jian à l’aide d’un laboratoire de flux-thru libre- séparateur d’automne. [18] L’objectif était d’identifier un régime de traitement alternatif ou supplémentaire pour les systèmes de flottaison utilisés à long terme, car la flottaison ne pouvait pas être utilisée sur le matériel de moins de 105 µm. Ce matériau fin a simplement été mis en décharge, entraînant une perte de près de 30% du phosphate extrait à l’origine. Ils ont testé le minerai brut deslimé, alimentation de flottaison fine, concentré de flottaison plus rugueux, et les concentrés de flottaison final obtenus à partir de deux usines de transformation en Floride à des taux d’alimentation jusqu’à 14 kg/heure dans un séparateur à l’échelle du laboratoire. De bons résultats de séparation ont été rapportés avec l’alimentation de flottaison fine (+0.1 mm; ~12% P2O5) d’une source qui a été mis à niveau vers 21-23% P.2O5 en deux passes avec 81- 87% P.2O5 récupération en rejetant principalement la silice insoluble. Des résultats similaires ont été obtenus lors de la tribochargement de l’alimentation à l’aide d’un tube de transport pneumatique ou d’un tribo-chargeur rotatif.

Les recherches les plus récemment signalées sur la séparation électrostatique des minerais de phosphate impliquaient des systèmes conçus pour optimiser la charge des matériaux avant l'introduction dans un séparateur de chute libre., Tao et Al-Hwaiti [19] qu'il n'y avait pas d'utilisation commerciale d'électrostatiques pour la bienveillance du phosphate en raison des systèmes

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Débit, faible efficacité et la nécessité de travailler avec des distributions étroites de taille de particules. Ces chercheurs ont spécifiquement cherché à surmonter la faible densité de charge des particules associée aux systèmes dépendant du contact ou de l'impact des particules sur un système de charge simple.. Travailler avec un minerai jordanien avec principalement gangue de silice, le matériel a été écrasé à -1.53 mm et soigneusement refusé d'enlever le matériel ci-dessous 0.045 mm. Un petit séparateur de chute libre à petite échelle de laboratoire a été équipé d’un chargeur rotatif nouvellement conçu avec un cylindre stationnaire et un tambour rotatif, ou chargeur, et un espace annulaire entre les deux. Une alimentation externe a été utilisée pour appliquer un potentiel électrique entre le tambour à rotation rapide et le cylindre stationnaire. Après la charge par contact avec le tambour rotatif, les particules passent dans un séparateur classique en chute libre. Travailler avec 100 taille du lot de gramme et en commençant par un flux refusé P2O5 contenu de 23.8%, après deux passes un concentré avec jusqu’à 32.11% P.2O5 a été récupéré, mais seulement avec une reprise globale de 29%.

Dans un effort pour bénéficier des amendes de phosphate (< 0.1 mm), Bada et coll.. utilisé un séparateur de chute libre avec un système de charge rotatif très similaire à celui de Tao.[20]. Le matériau de départ provenait d’un concentré de flottaison contenant des amendes2O5 de 28.5%. Un produit de 34.2% P.2O5 a été récupéré, mais encore une fois avec un faible taux de récupération de 33.4%.

Ce « séparateur de chute libre triboélectrostatique rotatif » a de nouveau été appliqué à la valorisation sèche des phosphates par Sobhy et Tao. [21] Travailler avec un galet de phosphate dolomitique écrasé de Floride avec une gamme de taille de particules très large (1.25 mm – <0.010 mm), un concentré de phosphate avec 1.8% MgO et 47% P.2O5 récupération a été produite à partir d’un aliment à partir d’environ 23% P.2O5 et 2.3% MgO. Les résultats optimaux sur le dispositif à l’échelle du laboratoire ont été obtenus lors de l’alimentation 9 kg/h et – 3kV appliqué au chargeur rotatif. L’efficacité de séparation a été rapportée pour être limitée par la libération pauvre du matériel dans les grandes particules et l’interférence des différentes tailles de particules dans la chambre de séparation.

De meilleurs résultats ont été obtenus lors du traitement d’un échantillon d’alimentation de flottaison avec la distribution plus étroite de la taille des particules 1 À 0.1 mm. Avec un P initial2O5 contenu d’environ 10%, des échantillons de produits ont été obtenus avec environ 25% P.2O5 contenu, P.2O5 récupération de 90%, et le rejet de 85% du quartz. Cette efficacité démontrée a été notée comme beaucoup mieux que celle obtenue avec un séparateur de chute libre avec un système de charge plus conventionnel comme utilisé par Stencel [18] démontrant l’avantage du chargeur rotatif nouvellement conçu. Traitement d’un concentré de flottaison contenant 31.7% P.2O5 a donné lieu à un produit de plus de 35% P.2O5 avec une reprise de 82%. Cette mise à niveau a été notée comme meilleure que possible par la flottation.

Ce séparateur à l’échelle de laboratoire avec une largeur de système de séparation de 7.5 cm a été décrit comme ayant une capacité de 25 kg/h, équivalent à 1/3 tonne/h/mètre de largeur. Cependant, les effets rapportés du taux d'alimentation sur l'efficacité de la séparation ont montré que les séparations optimales n'ont été obtenues qu'à 9 kg/hr ou un peu plus d'un tiers de la capacité nominale du système.

Ensemble, les travaux antérieurs sur la valorisation électrostatique des minerais de phosphate ont été limités par la charge relative de gangue complexe et l'influence néfaste des effets de la taille des particules, en particulier, l'effet des amendes. La grande majorité des travaux ne concernaient que des équipements à l'échelle de laboratoire, sans validation de cette échelle commerciale, l'équipement exploité en continu pourrait être utilisé. Plus, les faibles capacités de l'équipement de procédé électrostatique disponible ont rendu les applications commerciales peu rentables.

2. Limitations des processus de séparation électrostatiques conventionnels

Systèmes de séparation électrostatique à rouleau haute tension utilisés par Groppo [10] et Kouloheris et al. [11] sont couramment utilisés pour la mise à niveau d’une variété de matériaux lorsqu’un composant est plus conducteur que d’autres. Dans ces processus, le matériel doit contacter un fût mise à la terre ou la plaque généralement après le matériel particules portent une charge négative par une décharge de corona ionisante. Matériaux conducteurs perdront leur charge rapidement et être levées à partir du tambour. Les- le matériel conducteur continue d’être attiré par le tambour puisque la charge se dissipera plus lentement et tombera ou sera brossée du tambour après la séparation du matériau conducteur.

Le diagramme suivant (Figure 2) illustre les fonctionnalités fondamentales de ce type de séparateur. Ces processus sont

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capacité limitée en raison du contact requis de chaque particule au tambour ou à la plaque. L’efficacité de ces séparateurs de roulement de tambour sont également limitées aux particules d’environ 0,1 mm ou plus en taille en raison de la nécessité de contacter la plaque mise à la terre et la dynamique de flux de particules requise. Particules de différentes tailles auront également la dynamique des écoulements différents en raison de l’inertie et seront traduira par une séparation dégradée.

Figure 2: Séparateur électrostatique à tambour (Elder et Yan, 2003 [22]

La tentative limitée d’application à la valorisation des phosphates est due à la nature non conductrice des phosphates et du matériel typique de gangue. Kouloheris a observé principalement une partie de l’enlèvement du fer et de l’aluminium contenant des particules, en raison de leur nature conductrice, sont « ou » du rouleau. La présence de ce type de matière dans les ores de phosphate n’est pas courante. Groppo a noté que le seul matériau qui a été « piné » sur le rouleau en tant que « on-conductio » étaient des amendes, indiquant une séparation par la taille des particules plutôt que par la composition du matériau. [9] À de rares exceptions près, les ores de phosphate ne sont pas amenables à la bienficiation par les séparateurs de rouleaux à haute tension.

Les séparateurs de rouleaux de tambour ont également été utilisés dans des configurations qui reposent sur la charge triboélectrique des particules plutôt que sur la charge induite par l’ionisation induite par un champ à haute tension. Une ou plusieurs électrodes placées au-dessus du tambour, telles que l’électrode « statique » illustrée dans figure 2, sont utilisés pour « lifte » les particules de charge opposée de la surface du tambour. Un tel système a été utilisé par Abouzeid, et coll.. [16] qui a constaté que l’efficacité de séparation a été modifiée en fonction de la polarité et a appliqué une tension des électrodes statiques. Le processus Johnson [1] utilisé une autre variation d’un séparateur rouleau de tambour. Cependant, la capacité et l’efficacité limitées d’un seul système à rouleaux conduisent à des systèmes très complexes tels que illustrés dans figure 1. Comme indiqué plus haut, il semble que cette complexité et l’inefficacité globale du processus aient fortement limité son application.

Triboelectrostatic séparations ne se limitent pas à une séparation du conducteur / matériaux non conducteurs, mais dépendent du phénomène de transfert de charge par contact frictionnel de matériaux avec une chimie de surface différente. Ce phénomène a été utilisé dans les procédés de séparation « chute libre » depuis des décennies. Un tel processus est illustré dans la Figure 3. Composants d’un mélange de particules d’abord développent différentes charges par contact avec une surface métallique, comme dans un tribo-chargeur, ou par particule au contact de particules, comme dans un dispositif d’alimentation de lit fluidisé. Au fur et à mesure que les particules tombent

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champ électrique dans la zone électrode, trajectoire de chaque particule est dévié vers l’électrode de charge opposée. Après une certaine distance, bacs de collecte sont employés pour séparer les flux. Les installations typiques nécessitent plusieurs étapes de séparateur avec recyclage d’une fraction de médiocres. Certains appareils utilisent un flux régulier de gaz pour aider le transport des particules à travers la zone de l’électrode.

Figure 5: Séparateur de triboelectrostatic « Chute libre »

Plutôt que de dépendre uniquement du contact particule-particule pour induire le transfert de charge, de nombreux systèmes de ce type utilisent une section « chargeur » composée d’un matériau sélectionné avec ou sans tension appliquée pour améliorer la charge des particules. Dans les années 1950, Lawver a étudié à l’aide de divers dispositifs, y compris un moulin à marteaux et un moulin à tiges pour recharger le matériel entre les étapes de séparation [4] ainsi que de simples chargeurs de plaques de divers matériaux. [5] [6] Cependant, Lawver a conclu que la température des matériaux était d’une importance primordiale et que le transfert de charge des particules au-dessus de la température ambiante a donné de meilleurs résultats que l’utilisation d’un chargeur.. Ciccu et coll.. [12] a étudié le degré relatif de transfert de charge et a conclu que le matériel mineur de gangue a acquis la charge principalement par contact particule-particule en raison de la faible probabilité de fréquence d’impact avec une plaque de chargeur. Cela illustre une limitation à l’utilisation des systèmes de chargeur: toutes les particules doivent entrer en contact avec la surface du chargeur afin que le taux d’alimentation soit relativement faible. Le contact peut être amélioré en utilisant des conditions turbulentes pour le transport du matériau ou en utilisant un chargeur mobile de grande surface. Les travaux récents de Tao [19] et Bada [20] et Sobhy [21] utiliser un chargeur rotatif spécialement conçu avec tension appliquée, mais seulement sur un séparateur de laboratoire à très petite échelle. Bien que cette conception améliorée du chargeur s’est avérée supérieure aux anciens systèmes, capacités de traitement démontrées de ces systèmes sont encore assez faibles. [21]

Ce type de séparateur de chute libre a aussi des limites dans la taille des particules de la matière qui peut être traitée. La circulation dans la zone de l’électrode doit être contrôlée pour réduire au minimum les turbulences pour éviter les « bavures » de la séparation. La trajectoire de particules fines sont plus effectuée par la turbulence étant donné que l’aérodynamique, faites glisser les forces sur les particules fines sont beaucoup plus grandes que les forces gravitationnelles et électrostatiques. Ce problème peut être surmonté dans une certaine mesure si le matériel dont la plage de taille de particules est relativement étroite est traité. Une grande partie de la recherche examinée ci-dessus comprenait du matériel de présélection dans différentes gammes de tailles afin d’optimiser la séparation. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] Le

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différence de 8 À 20 kV. La ceinture, qui est composé d'un plastique non conducteur, est un grand maillage avec tout 60% aire ouverte. Les particules peuvent facilement passer à travers les trous de la ceinture. Dès l'entrée dans le fossé entre les électrodes, les particules chargées négativement sont attirés par les forces de champ électrique pour les électrodes positives de fond. Les particules chargées positivement sont attirés par l'électrode chargée négativement Albums. La vitesse de la courroie de boucle sans fin est variable de 4 à 20m/s. La géométrie des brins transversaux sert à balayer les particules des électrodes qui les déplacent vers l’extrémité appropriée du séparateur et de revenir dans la zone de cisaillement élevé entre les sections opposées en mouvement de la ceinture. Parce que la densité particulaire est si élevée au sein de l'écart entre les électrodes (environ un- troisième le volume est occupé par des particules) et le flux est agité vigoureusement, Il y a beaucoup de collisions entre particules et tarification optimale se produit en continu tout au long de la zone de séparation. Le flux à contre-courant induite par les sections opposées émouvante de la ceinture et la recharge continuelle et la re-séparation crée une séparation multimodes actuel de compteur dans un seul appareil. Cette charge et recharge continues des particules à l’intérieur du séparateur élimine tout système de « chargeur » requis avant d’introduire du matériel au séparateur., ce qui élimine une limitation sérieuse de la capacité d’autres séparateurs électrostatiques. La sortie de ce séparateur est deux cours d'eau, un concentré et des résidus, sans un flux de données issues. L'efficacité de ce séparateur s'est avérée être équivalente à environ trois étapes de la séparation de la chute libre avec recyclage issues.

Minéral A End

Figure 7: Principes fondamentaux du séparateur de ceinture STET

La séparation très efficace des particules 0.5 mm en fait une option idéale et éprouvée pour la séparation des amendes (Poussière) d’une opération de broyage à sec de potasse. Le séparateur STET peut traiter efficacement un large éventail de tailles de particules sans avoir besoin d’être classé en gammes de taille étroites. En raison de l’agitation vigoureuse, le taux de cisaillement élevé entre les ceintures mobiles, et la capacité de manipuler des particules très fines (<0.001 mm) le séparateur ST pourrait être efficace pour séparer les boues de minerai de phosphate lorsque d’autres séparateurs électrostatiques ont échoué.

3.1 Capital et coûts d’exploitation

Un comparatif, étude de coûts a été commandé par STET et réalisé par Soutex Inc. [25] Soutex est un Québec Canada ingénierie entreprise possédant une vaste expérience en flottaison humide et évaluation du processus de séparation électrostatique et conception. L’étude a comparé le capital et les coûts d’exploitation du procédé de séparation triboelectrostatic ceinture de flottaison de mousse classiques pour la valorisation d’un minerai de faible teneur barytine. Les coûts d’exploitation ont été estimées à inclure l’exploitation du travail, entretien, énergie (électrique et carburant), et consommables (par exemple, coûts de réactif chimique pour la flottaison). Les coûts des intrants étaient fondées sur des valeurs typiques pour une hypothétique usine située près de Battle Mountain, Nevada USA. Le coût total de possession plus de dix ans a été calculé à partir du coût d’investissement et d’exploitation en supposant une

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8% taux d’actualisation. Les résultats de la comparaison des coûts sont présents sous forme de pourcentages relatifs au tableau 3. Tableau 3. Comparaison de coût pour le traitement de la barytine

Le coût total de l’achat de biens d’équipement pour le processus de séparation de ceinture triboelectrostatic est légèrement inférieur à celui de flottaison. Cependant lorsque les dépenses en capital total est calculé afin d’inclure l’installation de l’équipement, frais de raccordements et électriques, et les processus, les coûts de construction, la différence est grande. Le coût d’investissement total pour le processus de séparation de ceinture triboelectrostatic est 63.2% le coût du processus de flottation. Le coût significativement inférieur pour le processus sec résulte de la feuille de débit plus simple. Les coûts d’exploitation pour le processus de séparation de ceinture triboelectrostatic est 75.5% du procédé de flottation à cause principalement que les dépenses de personnel d’exploitation et faible consommation d’énergie.

Le coût total de possession de la procédure de séparation de ceinture triboelectrostatic est nettement inférieur à celui de flottaison. L’auteur de l’étude, Soutex Inc., a conclu que le processus de séparation de ceinture triboelectrostatic offre des avantages évidents dans CAPEX, OPEX, et simplicité opérationnelle.

4. Résumé

Bien que la valorisation des ores de phosphate par des procédés électrostatiques secs ait été tentée par divers chercheurs depuis les années 1940, il y a eu une utilisation très limitée de tels procédés à l’échelle commerciale.. Le succès limité est dû à une variété de facteurs attribuables à la conception des systèmes séparateurs et à la complexité des.

Préparation des aliments pour animaux (température, classification de la taille, agents de conditionnement) a un impact majeur sur la performance des systèmes de séparation. Possibilités de travaux supplémentaires dans ce domaine, en particulier l’exploration d’agents de conditionnement chimique afin d’améliorer la charge différentielle des particules afin de permettre une plus grande efficacité dans la séparation ultérieure. L’utilisation de tels agents modificateurs de charge peut entraîner des processus qui peuvent réussir à bénéficier de ores avec du matériel complexe gangue, y compris les silicates et les carbonates.

Alors que les travaux se poursuivent pour affiner ces méthodes, les limites fondamentales des systèmes électrostatiques conventionnels comprennent la capacité, les nécessaires pour plusieurs étapes pour une valorisation adéquate du minerai, et les problèmes opérationnels causés par les amendes. Afin d’applications commerciales viables des techniques de laboratoire démontrées, des améliorations importantes doivent être apportées pour garantir des, fonctionnement continu sans dégradation de l’efficacité.

Le séparateur triboélectrique STET fournit à l’industrie de la transformation des minéraux un moyen d’adérer les matériaux fins avec une technologie entièrement sèche. Permet d’éliminer le processus écologique de traitement au mouillé et séchage requis du matériau final. Le processus STET fonctionne à grande capacité – jusqu’à 40 tonnes par heure par une machine compacte. Le séparateur STET peut traiter efficacement un large éventail de tailles de particules sans avoir besoin d’être classé en gammes de taille étroites. En raison de l’agitation vigoureuse, le taux de cisaillement élevé entre les ceintures mobiles, et la capacité de manipuler des particules très fines (<0.001 mm) le séparateur STET pourrait être efficace pour séparer les boues des ores de phosphate lorsque d’autres séparateurs électrostatiques ont échoué. Consommation d’énergie est faible, environ 1-2 kWh/tonnes de matières traitées. Puisque l’émission seulement potentielle du processus est poussière, permis est généralement relativement facile.

J.D. Bittner et coll./ Procedia Engineering 00 (2015) 000–000

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