Leictreastatach beneficiation na Fosfáite Mianta: Athbhreithniú ar Obair is déanaí An agus Díospóireacht Córas Scaradh Seiftithe

Ar fáil ar líne ag www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3rd Siompóisiam Idirnáisiúnta ar Nuálaíocht agus Teicneolaíocht sa Fosfáite Tionscail

beneficiation leictreastatach mianta fosfáite: Athbhreithniú ar obair atá caite

agus plé ar chóras scaradh feabhsaithe

J.D. Bittnera, S.A.Gasiorowskia, F.J.Hracha, H. Guicherdb *

aST equiment agus Teicneolaíocht LLC, Needham, Massachusetts, USA

bST Trealamh & Technology LLC, Avignon, France

Abstract

Tá beneficiation na mianta fosfáite trí phróisis leictreastatach tirim a bheith iarracht ag lucht taighde éagsúla ó na 1940. Is iad na cúiseanna is bun le haghaidh próiseas tirim a fhorbairt lena hathghabháil fosfáit an méid teoranta uisce i roinnt réigiún arid, na costais ceimiceacha snámhachta, agus na costais chóireála fuíolluisce. Cé nach féidir le próisis leictreastatach a chur ar fáil ina rogha malartach iomlán a eisiúint scaireanna, fhéadfadh sé a bheith oiriúnach mar fhorlíonadh do roinnt sruthanna ar nós fíneálacha a laghdú / slimes ábhar na méine roimh snámhachta, próiseáil sciotaí snámhachta le haghaidh aisghabháil tháirge caillte, agus íoslaghdú tionchar ar an gcomhshaol. Cé Rinneadh go leor oibre ag baint úsáide as an dá sorcóir teannas ard agus freefall deighilteoirí ag scálaí saotharlainne, Is é an fhianaise a shuiteáil tráchtála an circa 1940 "Johnson" próiseas ag Pierce Mine FL; Níl aon fhianaise sa litríocht an úsáid tráchtála atá ann faoi láthair de electrostatics, cé go leanann spéis láidir i bpróisis tirim lena n-úsáid i réigiúin arid. An obair thaighde iomlán béim a chur ullmhúchán beatha (teocht, aicmiú méid, gníomhairí aeroiriúnaithe) Bíonn tionchar mór aige ar fheidhmíocht. Cé go bhfuil roinnt idirscarthaí maith bainte amach trí dheireadh shilice ó fosfáití, agus a bhfuil níos lú samplaí de cailcít agus dolaimít ó fosfáit, Is iad na torthaí chomh dearfach nuair a bhíonn neamhíonachtaí éagsúla i láthair. Leanann obair thaighde a bheachtú a thuilleadh na modhanna, ach áirítear teorainneacha bunúsacha ar na córais leictreastatach traidisiúnta cumas íseal, an gá atá le céimeanna éagsúla d'uasghrádú leordhóthanach méine, agus fadhbanna oibríochta de bharr fíneálacha. D'fhéadfadh roinnt de na teorainneacha a shárú trí phróisis leictreastatach nuaí lena n-áirítear deighilteoir crios triboelectric.

© 2015 Na Údair. Arna fhoilsiú ag Elsevier Teo.

Piaraí-athbhreithniú faoi fhreagracht an Choiste Eolaíoch na SYMPHOS 2015.

Keywords: fosfáit, leictreastatach; scaradh; mianraí; cáithníní fíneáil; próiseas tirim

*Údar comhfhreagrach: tel: +33-4-8912-0306 Ríomhphost seoladh: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Na Údair. Arna fhoilsiú ag Elsevier Teo.

Piaraí-athbhreithniú faoi fhreagracht an Choiste Eolaíochta na SYMPHOS 2015.

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

1. obair Tuairiscíodh ar beneficiation leictreastatach mianta fosfáite

Tá tiúchan Fosfáite ó mianta nádúrtha curtha i gcrích le fada ag go leor modhanna a úsáid méideanna uaireanta suntasach uisce. ach, mar gheall ar an easpa uisce ag thaiscí fosfáit éagsúla ar fud an domhain, chomh maith le costais a cheadú agus cóireáil fuíolluisce a mhéadú, forbairt éifeachtach, Is próiseas tirim eacnamaíocha an-inmhianaithe.

Modhanna chun próiseáil leictreastatach thirim mianta fosfáite molta agus léirithe ag scálaí beag le breis 70 blianta. ach, feidhmeanna tráchtála de na modhanna seo a bheith teoranta an-. An "próiseas Johnson" [1] Baineadh úsáid as ar bhonn tráchtála ag tosú i 1938 ar feadh tréimhse ama ar an ngléasra American Talmhaíochta Chemical Company aice Pierce Florida Stáit Aontaithe Mheiriceá. Úsáideadh an próiseas sraith an-chasta leictreoidí sorcóir (figiúr 1) don tiúchan chéim il ghnóthú fosfáit ó sciotaí washery deslimed, snámhachta réamh-tiúcháin, nó sciotaí snámhachta. Ag tosú le 15.4% P2An5 agus 57.3% ábhar dothuaslagtha sna sciotaí fhíneáil, trí mheascán de aicmiú méide, desliming, agus aon réamhoiriúnú na fuíll triomaithe, an t-ábhar le 33.7% P2An5 agus gan ach 6.2% Aisghabhadh dhothuaslagtha. I sampla eile, uasghrádú sciotaí snámhachta le 2.91% P2An5 mar thoradh ar a táirge de 26.7% P2An5 le 80% aisghabháil. Johnson faoi deara go raibh sé riachtanach chun déileáil leis sciotaí washery le imoibrithe ceimiceacha a úsáidtear de ghnáth i snámhachta fosfáite a fháil grád fosfáit ard agus a ghnóthú. Luann sé go sonrach ar éifeachtacht ola bhreosla agus sailleacha aigéid mar imoibrithe.

figiúr 1, Johnson gaireas a phróiseáil agus bileog sreabhadh US Paitinne 2,135,716 agus 2,197,865, 1940 [1][2]

Cé go bhfuil an suiteáil tráchtála a ghairm sa litríocht mar tosú faoi 1938, nach bhfuil sé soiléir cé chomh forleathan nó cá fhad a baineadh úsáid as an bpróiseas. Ina achoimre ar stádas na idirscarthaí leictreastatach go dtí 1961, An. C. Ralston

[3]scríobhann go Suiteáladh cúig deighilteoirí Johnson mór gach próiseáil faoi 10 tonna / uair an -20 mogalra beatha. Bhí gach deighilteoir 10 rollaí ard leis an voltas i bhfeidhm de 20 kV. Suiteáladh aon concentrators fosfáit tráchtála ar scála eile ag baint úsáide electrostatics i Florida de réir Ralston. Bunaithe ar an gcur síos trealamh phróiseas, na húdair

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

curtha i gcrích go raibh an cumas foriomlán an phróisis íseal go leor i dtaca le cumas na bpróiseas eile, cibé snámhachta mar fhliuch. Tá Cumas íseal agus na costais a bhaineann le thriomú méine beatha ó mhianadóireacht fliuch i Florida dócha go bhfuil an chúis atá leis an chur i bhfeidhm breise ar an bpróiseas a theorannú sna 1940í agus na 1950í.

Sna 1950í agus 1960í oibrithe do Minerals International & Ceimiceáin Corporation (CLÉ) scrúdú i bhfeidhm na bpróiseas scaradh tirim leictreastatach le haghaidh beneficiation mianraí. Bhí Floridian próiseála méine fosfáit suim ar leith ag CLÉ. An obair CLÉ úsáid dearadh deighilteoir titim saor in aisce uaireanta le cáithnín Muirearú fheabhsú trí dhul trí agitator nó imbhuailteoir nós casúr nó slat muileann. [4] Paitinn dhiaidh [5] Áiríodh ar roinnt feabhas a chur ar an scaradh ag baint úsáide as chargers d'ábhair éagsúla, cé go bhfuil an phaitinn deireanach sa tsraith

[6]i gcrích go bhfuil teagmháil gcáithníní mhuirearú ag teocht ardaithe (>70° F) Bhí níos éifeachtaí ná úsáid a bhaint as córas charger. samplaí Ionadaí na dtorthaí arna dtuairisciú sna paitinní i dTábla 1.

Tábla 1. Torthaí Tuairiscíodh ó Minerals International & Ceimiceáin Paitinní 1955-1965

Scrúdaigh na paitinní CLÉ éagsúla an tionchar a imirt ar mhéid na gcáithníní, lena n-áirítear próiseáil laghduithe scáileáin éagsúla go neamhspleách, cé go bhfuil baint le hobair beag an-fíneáil (<45 m) cáithníní. aeroiriúnaithe Samplach Bhí éagsúlacht mhór, lena n-áirítear coigeartú teocht, níocháin agus a thriomú roimh, agus modhanna éagsúla a thriomú (thriomú indíreach, flash thriomú, lampaí teasa le raonta tonnfhad IR ar leith). eisíontais éagsúla (i.e. sileacáití gcoinne carbónáití) riachtanach modhanna láimhseála agus pretreatment éagsúla a bhaint as an scaradh. Cé gur léir ó na tuairiscí paitinne a bhí ag CLÉ ag iarraidh próiseas scála tráchtála a fhorbairt, Ní scrúdú ar an litríocht le fios go ndearnadh a leithéid suiteáil tógtha riamh agus á fheidhmiú ag aon suíomh CLÉ.

San obair na 1960í go sonrach ar carbónáit ina mianta fosfáit ó Carolina Thuaidh rinneadh ag an tSaotharlann North Carolina Ollscoil Stáit Mianraí Taighde, [9] Ag baint úsáide as deighilteoir freefall scála saotharlainne agus meascán sintéiseacha de carbónáit bhlaosc talún agus fosfáit díriú snámhachta méaróg i réimse méide an-chúng (-20chun +48 mogalra), Léirigh an taighde go réamhoiriúnú an t-ábhar le scrobarnach nó sailleacha aigéid aigéad tionchar an lucht coibhneasta na fosfáite mar ceachtar dearfach nó diúltach. Réasúnta Fuarthas idirscarthaí géar. ach, nuair a úsáid a méine nádúrtha ina cuid mhaith fíneálacha, raibh ach idirscarthaí bochta is féidir. An scaradh thuairiscithe is fearr ó iarmhar ó uasghrádú snámhachta le P tosaigh2An5 tiúchan 8.2% aisghabháil a táirge de 22.1% P2An5. Tuairiscíodh aon leibhéal aisghabhála. Go suntasach, Ba é ceann de na deacrachtaí a tuairiscíodh a thógáil suas na bhfíneálacha ar na leictreoidí deighilteoir.

obair bhreise maidir le scaradh leictreastatach Carolina Thuaidh fosfáit ag baint úsáide as teannas ard deighilteoir Cineál sorcóir

[10]i gcrích go bhfuil cé go raibh an scaradh fosfáit agus Grianchloch féideartha, Ba é costas prohibitive thriomú. ach, ós rud é go bhfuil mianta fosfáite chailcíniú tirim, na taighdeoirí le fios go bhféadfadh scaradh leictreastatach Na mianta sin indéanta. Ba Idirdhealú idir fosfáití cailcínithe bochta san obair tuairiscíodh. Scaradh chuma a bheith bainteach le mhéid na gcáithníní in áit comhdhéanamh. feabhsúcháin molta bhí úsáid córas scaradh leictreastatach eile, imoibrithe chun feabhas saintréithe a mhuirearú cáithnín agus sizing scáileán an-dlúth na n-ábhar. Níl aon fhianaise ann go ar bith Rinneadh obair leantach ar an tionscadal seo.

Is díol obair níos luaithe ag baint úsáide as Deighilteoirí sorcóir ard-teannas [11] bhaint go rathúil alúmanam agus iarann ​​comhdhúile ó reáchtáil-de-mianach méine ó Florida. bhí triomaithe an t-méine, brúite, agus go cúramach meánmhéide roimh idirscaradh. An P2An5 Méadaíodh tiúchan beag ar ó 30.1% chun 30.6% ach fáil réidh leis an Al agus Fe comhdhúile chumas an duine tagann biseach dhiaidh i bhfad níos fearr trí mhodhanna snámhachta. An obair Léirigh an úsáid a bhaint as deighilteoir leictreastatach chun dul i ngleic ar fhadhb le méine ar leith a teoranta próiseála fliuch traidisiúnta.

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

Mar aon le imscrúduithe ar an scaradh go leor ábhair eile, Ciccu agus comh-oibrithe a thástáil an scaradh éagsúla mianta fosfáit lena n-áirítear foinsí ón India, an ailgéir, An Túinéis, agus Angóla. [12] Ba scaradh leictreastatach úis mar mhalairt ar snámhacht ó thaobh eacnamaíochta gheall ar an bhfíric go bhfuil taiscí mór fosfáití le fáil i réigiúin arid. [13] Ag baint úsáide as scála saotharlainne Deighilteoirí titim saor in aisce le "turbocharger", bhí na taighdeoirí in ann a fháil a tharlaíonn scarúint den chineál céanna do phróisis snámhachta ó mianta a bhfuil cumadóireachta gangue sách simplí. Go sonrach, fuair siad go fosfáite luchtaithe go deimhneach i láthair shilice, ach diúltach i láthair cailcít. ach, dá mbeadh an t-méine méideanna suntasacha de shilice agus carbónáit araon, ba é an scaradh leictreastatach bocht agus próisis snámhachta gcruthófar níos solúbtha chun a fháil idirscarthaí praiticiúla. Ó staidéir ar na héifeachtaí ar an turbocharger maidir le muirir i gcáithníní indibhidiúla, na taighdeoirí i gcrích go bhfuil an t-ábhar gangue príomhchúram trí theagmháil gcáithníní-cáithnín in ionad dteagmháil leis na dromchlaí turbocharger. [13] [14] Bhí Muirearú freisin an-íogair do teocht ábhartha, le scaradh maith ach a fháil os cionn 100 ° C. chomh maith, an láthair ábhar fíneáil de bharr brath fadhbanna sa deighilteoir agus torthaí maithe maidir le sizing cúramach na gcáithníní i suas le trí méid raonta roimh idirscaradh. Tá achoimre ar na torthaí ón ngrúpa léirithe i dTábla 2. Gan iomlán- Is féidir le fáil ar iarratais scála a cuireadh i bhfeidhm bunaithe ar an obair seo.

Tábla 2. Torthaí Tuairiscíodh ó Ciccu, agus. al. ó scála saotharlainne Deighilteoirí titim saor in aisce

Rinneadh staidéar scaradh leictreastatach d'méine hÉigipte ag Hammoud, et al. ag baint úsáide as scála saotharlainne deighilteoir titim saor in aisce. [15] An méine a úsáidtear le fáil go príomha shilice agus dothuaslagtha eile a bhfuil P tosaigh2An5 tiúchan 27.5%. Bhí an táirge aisghabháil ar P2An5 tiúchan 33% le 71.5% aisghabháil.

Rinneadh staidéar sa bhreis ar méine Éigipteach le gangue príomha shiliciúil ag Abouzeid, et al. ag baint úsáide as deighilteoir sorcóir saotharlainne. [16] Na taighdeoirí fhéach sonrach chun teicnící tirim a aithint chun díriú agus nó do mhianta / fosfáit dedust i gceantair le ganntanas uisce. a fhaightear an staidéar seo a táirge le 30% P2An5 ó ábhar beatha le 18.2 % P2An5 le téarnamh de 76.3 % tar éis sizing cúramach ar ábhar do raon cúng idir 0.20 mm agus 0.09 mm.

In alt athbhreithniú ina dhiaidh sin a chlúdaíonn an réimse iomlán de phróisis beneficiation do ghnóthú fosfáit, Abouzeid tuairiscíodh go cé go raibh teicnící deighilte leictreastatach rathúil i mianta uasghrádú fosfáit trí dheireadh shilice agus carbónáití, an cumas íseal na deighilteoirí atá ar fáil teoranta a n-úsáid le haghaidh táirgeadh tráchtála. [17]

Rinneadh staidéar scaradh leictreastatach mianta Florida déanaí Stencel agus Jian ag baint úsáide as saotharlann sreabhadh-thru saor- deighilteoir titim. [18] Ba é an cuspóir le scéim próiseála eile nó forlíontach leis na córais snámhachta fada a úsáidtear a aithint ós rud é nárbh fhéidir snámhachta a úsáid ar an t-ábhar faoi bhun 105 m. Cuireadh an t-ábhar breá i líonadh talún go simplí, a eascraíonn i caillteanas de bheagnach 30% na fosfáite chinneadh ar dtús. thástáil siad deslimed méine amh, beatha snámhachta fíneáil, rougher díriú snámhachta, agus Tiúchain snámhachta deiridh a fuarthas as dhá mhonarchana próiseála i Florida ag rátaí beatha suas go dtí 14 kg / uair an chloig i deighilteoir saotharlainne ar scála. Cuireadh deireadh tharlaíonn scarúint Dea leis an fotha snámhachta fhíneáil (+0.1 mm; ~ 12% P2An5) ó fhoinse amháin Rinneadh uasghrádú bhfuil a 21-23% P2An5 i dhá Gabhann le 81- 87% P2An5 aisghabháil trí dhiúltú shilice príomha dothuaslagtha. Baineadh amach torthaí den chineál céanna nuair a tribocharging an bheatha ag baint úsáide as ceachtar feadán iompar aeir nó rothlach tribo-charger.

An taighde is tuairiscíodh le déanaí isteach sa scaradh leictreastatach mianta fosfáite páirteach ann córais atá deartha a bhaint as níos fearr a mhuirearú na n-ábhar sular tugadh isteach i deighilteoir titim saor in aisce, Tao agus Al-Hwaiti [19] aitheanta nach raibh aon úsáid tráchtála na n electrostatics le beneficiation fosfáit mar gheall ar na córais íseal

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

tréchur, éifeachtacht íseal agus an gá a bheith ag obair le dáiltí mhéid na gcáithníní caol. Tá na taighdeoirí fhéach sonrach chun teacht timpeall ar an dlús muirear gcáithníní íseal a bhaineann le córais ag brath ar an gcáithnín a teagmháil cáithnín nó tionchar ar chóras muirir simplí. Ag obair le méine Jordanian bhfuil go príomha gangue shilice, Cuireadh an t-ábhar brúite le -1.53 mm agus go cúramach dhiúltaigh a bhaint ábhar thíos 0.045 mm. Feistíodh deighilteoir saor-titim ar scála saotharlainne beag le charger rothlach nuadheartha deartha le sorcóir stáiseanóireacht agus druma rothlach, nó charger, agus spás annular in idir. Baineadh úsáid as soláthar cumhachta seachtracha chun acmhainn leictreach i bhfeidhm idir an druma rothlach go tapa agus an sorcóir Stationary. Tar éis na nithe trí theagmháil leis an druma rothlach, pas a fháil sa cáithníní i deighilteoir saor-titim traidisiúnta. Ag obair le 100 Méid bhaisc gram agus ag tosú le beatha laghdú P2An5 ábhar an 23.8%, tar éis dhá Gabhann díriú le suas le 32.11% P2An5 aisghabhadh, cé ach le téarnamh foriomlán 29%.

In iarracht chun beneficiate fíneálacha fosfáit (< 0.1 mm), Bada et al. fostaithe a deighilteoir titim saor in aisce le córas rothlach mhuirearú an-cosúil leis sin de Tao.[20]. Ba é an t-ábhar ag tosú ó díriú snámhachta ina fíneálacha le P2An5 ar 28.5%. Táirge de 34.2% P2An5 Aisghabhadh ach arís le ráta aisghabhála íseal 33.4%.

Seo "deighilteoir saor-titim triboelectrostatic rothlacha" cuireadh i bhfeidhm arís ar an beneficiation thirim fosfáití ag Sobhy agus Tao. [21] Ag obair le méaróg fosfáit dolomitic brúite ó Florida lena ngabhann réimse méide cáithnín an-leathan (1.25 mm – <0.010 mm), díriú fosfáit le 1.8% MgO agus 47% P2An5 Cuireadh aisghabháil monarú trí bhíthin beatha ag tosú le timpeall 23% P2An5 agus 2.3% MgO. Baineadh amach na torthaí is fearr is ar an ngléas saotharlainne ar scála nuair a bheathú 9 kg / hr agus - 3KV i bhfeidhm ar an charger rothlacha. Tuairiscíodh an éifeachtacht scaradh a bheith teoranta ag an dá liberation droch ábhair sna cáithníní mór agus cur isteach ar mhéideanna cáithníní éagsúla sa seomra scaradh.

Baineadh amach torthaí níos fearr nuair a sampla beatha snámhachta leis an dáileadh méid na gcáithníní níos cúinge de phróiseáil 1 chun 0.1 mm. Le P tosaigh2An5 ábhar de thart ar 10%, Fuarthas samplaí táirge le timpeall 25% P2An5 ábhar, P2An5 ghnóthú 90%, agus diúltú 85% den Grianchloch. Tugadh faoi deara an éifeachtúlacht léirithe chomh i bhfad níos fearr ná mar a fhaightear le deighilteoir saor-titim le córas muirir níos traidisiúnta mar atá in úsáid ag Stencel [18] léiríonn an leas a bhaint an charger rothlacha nua-dheartha. Próiseáil díriú snámhachta ina bhfuil 31.7% P2An5 mar thoradh ar a táirge de níos mó ná 35% P2An5 le téarnamh de 82%. Tugadh faoi deara an uasghrádú a bheith níos fearr ná is féidir ag snámhachta.

Seo deighilteoir scála saotharlainne le leithead córas scaradh 7.5 Rinneadh cur síos mar a bhfuil toilleadh de cm 25 kg / hr, comhionann le 1/3 tona / hr / méadar ar leithead. ach, Léirigh na héifeachtaí iomlán ráta beatha ar éifeachtúlacht scaradh go bhfuarthas idirscarthaí is fearr is féidir ag amháin 9 kg / hr nó beagán níos mó ná aon trian ar an toilleadh ainmniúil an chórais.

Tríd is tríd, Tá obair a rinneadh cheana maidir le uasghrádú leictreastatach mianta fosfáite a bheith teoranta ag an mhuirearú coibhneasta gangue casta agus an tionchar díobhálach na n-éifeachtaí ar mhéid na gcáithníní, go háirithe, an éifeacht fíneálacha. Bhain an chuid is mó mór oibre amháin trealaimh scála saotharlainne gan bailíochtú sin ar scála tráchtála, go leanúnach fhéadfaí trealamh á fheidhmiú a úsáid. chomh maith, na cumais íseal trealaimh phróiseas leictreastatach atá ar fáil atá déanta feidhmeanna tráchtála uneconomical.

2. Teorainneacha na bpróiseas scaradh traidisiúnta leictreastatach

sorcóir Ard teannas Córais scaradh leictreastatach mar a úsáideann Groppo [10] agus Kouloheris et al. [11] a úsáidtear go coitianta chun uasghrádú ábhair éagsúla nuair a bhíonn comhábhar amháin níos seoltaí ná a chéile. Sna próisis, Ní mór an t-ábhar i dteagmháil druma bunaithe nó pláta de ghnáth i ndiaidh na cáithníní luchtaithe go diúltach ábhartha ag urscaoileadh Coróin ianaíoch. Beidh ábhair seoltaí chailleann a aisce go tapa agus a chaitheamh as an druma. An neamh- Leanann ábhar seoltaí a mhealladh go dtí an druma toisc go mbeidh an táille dissipate níos moille agus beidh titim nó a a scuabadh ón druma i ndiaidh scaradh ón ábhar seolta.

An léaráid seo a leanas (figiúr 2) Léiríonn na gnéithe bunúsacha den chineál seo de deighilteoir. Tá na próisis

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

teoranta i gcáil mar gheall ar an teagmháil is gá gach cháithnín don druma nó pláta. Ar éifeachtacht na deighilteoirí druma rolla teoranta freisin do cáithníní de thart ar 0.1mm nó níos mó i méid mar gheall ar an dá an gá dul i dteagmháil leis an pláta bunaithe agus an dinimic sreabhadh na gcáithníní ag teastáil. Beidh cáithníní de mhéideanna éagsúla chomh maith dinimic sreabhadh éagsúla mar gheall ar éifeachtaí inertial agus mar thoradh ar scaradh dhíghrádaithe.

figiúr 2: Droim deighilteoir leictreastatach (Elder agus Yan, 2003 [22]

Is é an iarracht-iarratas teoranta beneficiation a fosfáit mar gheall ar nádúr neamh-seoltaí fosfáití agus ábhar gangue tipiciúil araon. Kouloheris faoi deara go príomha ar roinnt deireadh iarainn agus alúmanam ina bhfuil cáithníní a, mar gheall ar a nádúr seoltaí, Is éard is "thrown" as an sorcóir. Níl an Láithreacht seo saghas ábhair i mianta fosfáite coitianta. Groppo faoi deara go bhfuil an t-ábhar amháin a bhí "pinned" chun an sorcóir mar "neamh-conductor" Bhí fíneálacha, léiríonn idirscaradh de réir mhéid na gcáithníní in áit comhdhéanamh ábhair. [9] Le heisceachtaí annamh is féidir, Nach bhfuil mianta fosfáite freagrach do beneficiation ag deighilteoirí sorcóir teannas ard.

deighilteoirí sorcóir Droim ar baineadh úsáid as freisin i bhfoirmíochtaí a bhraitheann ar muirearú triboelectric na cáithníní in ionad muirir a tharlódh de bharr ionization tharlódh de bharr réimse ard-teannas. Amháin nó níos mó leictreoid acu suite os cionn an druma, ar nós an leictreoid "statach" i bhFigiúr 2, a úsáid d'chun "ardaitheoir" cáithníní muirir os coinne ó dhromchla druma. Baineadh úsáid as córas den sórt sin ag Abouzeid, et al. [16] a fuarthas amach go raibh athrú éifeachtacht scaradh ag brath ar an polaraíocht agus i bhfeidhm voltas de na leictreoidí statach. An Próiseas Johnson [1] úsáidtear eile athrú ar deighilteoir sorcóir druma. ach, an cumas teoranta agus éifeachtúlacht chóras sorcóir amháin mar thoradh ar na córais an-chasta ar nós mar a léirítear i bhFigiúr 1. Mar a luadh thuas, dealraíonn sé go bhfuil an chastacht agus neamhéifeachtacht foriomlán an phróisis teoranta go mór a chur i bhfeidhm.

Ní idirscarthaí Triboelectrostatic teoranta do scaradh seoltaí / ábhair neamh-seoltaí, ach ag brath ar an feiniméan an aistrithe in aisce trí theagmháil frictional na n-ábhar le ceimic dromchla neamhionanna. Tá an feiniméan baineadh úsáid as i "titim saor in aisce" próisis scaradh ar feadh na mblianta. Tá a leithéid de phróiseas léirithe i bhFigiúr 3. Comhábhair meascáin de cáithníní a fhorbairt ar dtús táillí éagsúla le teagmháil ceachtar le dromchla miotail, mar i tribo-charger, nó trí cáithnín go teagmháil gcáithníní, mar i gléas bheathú leaba sreabhánaithe. Mar a thagann na cáithníní tríd an

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

réimse leictrigh sa chrios leictreoid, Tá trajectory gach cáithnín a shraonadh i dtreo an leictreoid aisce os coinne. Tar éis achar áirithe, boscaí bailiúcháin fostaithe í a dheighilt ón sruthanna. a cheangal ar suiteálacha tipiciúla céimeanna deighilteoir il le athchúrsáil ar chodán middling. Roinnt gléasanna a úsáid sruth seasta de ghás chun cuidiú leis an iompar na cáithníní tríd an chrios leictreoid.

figiúr 5: "Titim saor in aisce" deighilteoir triboelectrostatic

In áit a bheith ag brath go hiomlán ar cháithnín le teagmháil gcáithníní a d'fhéadfadh aisce aistrithe, córais go leor den chineál seo a úsáid "charger" alt comhdhéanta d'ábhar roghnaithe dteannta nó d'éagmais voltas i bhfeidhm chun feabhas a mhuirearú gcáithníní. Sna 1950í, Lawver imscrúdú ag baint úsáide as gléasanna éagsúla lena n-áirítear muileann casúr agus muileann slat ábhartha idir céimeanna scaradh a recharge [4] chomh maith le chargers pláta simplí na n-ábhar éagsúla. [5] [6] ach, arna dtabhairt i gcrích Lawver go raibh teocht ábhar ar sáraitheach tábhacht agus na gcáithníní-cháithnín aistrithe aisce os cionn teocht chomhthimpeallach ar fáil torthaí níos fearr ná úsáid a bhaint as charger. Lounge et al. [12] imscrúdú ar an méid coibhneasta aistriú in aisce agus arna dtabhairt i gcrích go bhfuil ábhar gangue saorga in aisce príomha trí theagmháil gcáithníní-cháithnín a fuarthas mar gheall ar an dóchúlacht íseal minicíocht imbhuailte pláta charger. Léiríonn sé seo teorainn leis an úsáid na gcóras charger: ní mór do gach cáithníní i dteagmháil leis an dromchla charger sin ní mór an ráta beatha a bheith réasúnta íseal. Is féidir teagmháil a fheabhsú trí úsáid a bhaint coinníollacha suaite an t-ábhar iompar nó trí úsáid a bhaint achar dromchla mór ag gluaiseacht charger. An obair le déanaí de Tao [19] agus Bada [20] agus Sobhy [21] úsáid charger rothlach deartha go speisialta le voltas i bhfeidhm ach amháin ar deighilteoir saotharlainne ar scála an-bheag. Cé go bhfuil an dearadh charger feabhas léirithe a bheith níos fearr ná córais níos sine, Tá acmhainní próiseála léirithe de na córais seo fós íseal go leor. [21]

Tá an cineál seo saor in aisce deighilteoir titim chomh maith teorainneacha i méid na gcáithníní an t-ábhar is féidir a phróiseáil. Ní mór don sreabhadh laistigh den chrios leictreoid a rialú suaiteacht a laghdú a sheachaint "smearing" an scaradh. An trajectory na cáithníní fíneáil bhfuil níos mó a dhéantar le suaiteacht ós rud é go bhfuil na fórsaí tarraing aerdinimiciúil ar cáithníní fíneáil bhfad níos mó ná na fórsaí imtharraingteach agus leictreastatach. Is féidir an fhadhb a shárú go pointe má tá ábhar le raon méide cáithnín cúng próiseáilte. Cuid mhaith den taighde a pléadh thuas ábhar réamhscagtha san áireamh i raonta méid éagsúla chun scaradh a bhaint as. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] An

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

difríocht de 8 chun 20 kV. An crios, atá déanta as plaisteach neamhsheoltach, Is mogalra mór le thart 60% ceantar oscailte. Is féidir leis an cáithníní pas a fháil go héasca trí na poill sa crios. Ar theacht isteach sa bhearna idir na leictreoidí na cáithníní luchtaithe go diúltach á mealladh ag na fórsaí réimse leictreach do na leictreoidí dearfacha bun. Na cáithníní atá luchtaithe go dearfa á mealladh chun an leictreoid diúltach barr. Is é an luas an crios lúb leanúnach athraitheach ó 4 a 20m / s. An geoiméadracht an snáitheanna tras-ordachán ag freastal a sweep na cáithníní na leictreoidí ag gluaiseacht dóibh i dtreo dheireadh cuí an deighilteoir agus ar ais isteach sa chrios lomadh ard idir na codanna ag gluaiseacht oppositely an crios. Toisc go bhfuil an dlús líon na gcáithníní chomh hard sa bhearna idir na leictreoidí (thart ar aon- tríú ag an méid áitiú ag cáithníní) agus tá an sreabhadh agitated go bríomhar, tá go leor imbhuailtí idir cáithníní agus a mhuirearú is fearr is féidir a tharlaíonn go leanúnach le linn an crios scaradh. Cruthaíonn an sreabhadh frith-atá ann faoi láthair a tharlódh de bharr na hailt crios oppositely ag gluaiseacht agus an ath-mhuirearú agus leanúnach ath-scaradh cuntar scaradh ilchéime atá ann faoi láthair laistigh d'gaireas amháin. Eliminates an mhuirearú leanúnach agus recharging na cáithníní laistigh den deighilteoir bith is gá "charger" Córas roimh ábhar a thabhairt isteach leis an deighilteoir, bhrí sin a bhaint teorainn tromchúiseach ar chumas na deighilteoirí leictreastatach eile. Is é toradh an deighilteoir dhá shruth, díriú agus iarmhar, gan sruth meánaigh. Tá an éifeachtacht an deighilteoir Tá sé léirithe go cothrom le thart ar trí chéim na deighilte saor-titim le meánaigh athchúrsáil.

Mianra A Deireadh

figiúr 7: Bunús na STET Chreasa Deighilteoir

An scaradh an-éifeachtach na cáithníní níos lú ná 0.5 mm dhéanann an rogha iontach agus cruthaithe do scaradh fíneálacha (deannaigh) ó oibríocht mheilt tirim potais. Is féidir leis an deighilteoir STET phróiseáil réimse leathan de mhéideanna cáithníní go héifeachtach gan aon ghá le haicmiú ina raonta méid caol. Mar gheall ar an agitation vigorous, an ráta lomadh ard idir na criosanna ag gluaiseacht, agus an cumas a láimhseáil cáithníní an-fíneáil (<0.001 mm) D'fhéadfadh an deighilteoir ST bheith éifeachtach i scaradh slimes méine fosfáit gcás inar theip deighilteoirí leictreastatach eile.

3.1 Caipiteal agus Oibriúcháin Costais

Cuireadh staidéar gcostas comparáideach a choimisiúnaigh STET agus arna seoladh ag Soutex Inc. [25] Is Soutex tá Quebec Ceanada chuideachta innealtóireachta atá bunaithe a bhfuil taithí fhairsing i snámhachta fliuch araon agus meastóireacht phróiseas deighilte leictreastatach agus dearadh. An staidéar i gcomparáid na costais chaipitil agus oibriúcháin phróiseas deighilte crios triboelectrostatic le snámhacht froth gnáis le haghaidh an beneficiation méine ar barite de ghrád íseal. Measadh na costais oibriúcháin a chur san áireamh saothair oibriúcháin, cothabháil, fuinneamh (leictreacha agus breosla), agus tomhaltáin (e.g, Costais imoibrí ceimiceach le snámhachta). Bhí na costais ionchuir atá bunaithe ar luachanna tipiciúil le haghaidh plandaí hipitéiseach suite in aice le Battle Mountain, nevada USA. Ríomhadh an costas iomlán ar úinéireacht níos mó ná deich mbliana ó chostas caipitil agus oibriúcháin ag glacadh le

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

8% ráta lascaine. Tá na torthaí an comparáid costais reatha mar céatadáin choibhneasta i dTábla 3. Tábla 3. Comparáid Costas do Barite Próiseáil

Is é an costas ceannaigh iomlán de threalamh caipitil don phróiseas deighilte triboelectrostatic crios beagán níos lú ná do snámhachta. Ach nuair a bhíonn an caiteachas caipitil iomlán a ríomh a chur san áireamh a shuiteáil trealamh, piping agus leictreacha costais, agus costais tógála próiseas, is é an difríocht mhór. Is é an costas caipitil iomlán don phróiseas deighilte triboelectrostatic crios 63.2% de chostas an phróisis snámhachta. torthaí an costas i bhfad níos ísle don phróiseas tirim ón mbileog sreabhadh níos simplí. Na costais oibriúcháin don phróiseas deighilte triboelectrostatic crios Is 75.5% den phróiseas snámhachta gheall riachtanais foirne oibriúcháin níos ísle den chuid is mó agus tomhaltas fuinnimh níos ísle.

Is é an costas iomlán de úinéireacht na phróiseas deighilte triboelectrostatic crios i bhfad níos lú ná mar a d'snámhachta. An t-údar staidéar, Soutex Inc., arna dtabhairt i gcrích go dtugann an phróiseas deighilte crios triboelectrostatic buntáistí soiléire i CAPEX, OPEX, agus simplíocht oibríochtúil.

4. achoimre

Cé go bhfuil beneficiation mianach fosfáit trí phróisis leictreastatach tirim a bheith iarracht ag lucht taighde éagsúla ó na 1940í tá úsáid teorainn an-an na próisis sin ar bhonn tráchtála. Tá an rath teoranta bheith mar gheall ar fhachtóirí éagsúla inchurtha i leith na dearaí córais deighilteoir agus ar chastacht na mianta.

ullmhúcháin fothaithe (teocht, aicmiú méid, gníomhairí aeroiriúnaithe) Tá tionchar mór aige ar fheidhmíocht na gcóras scaradh. Deiseanna le haghaidh tuilleadh oibre sa réimse sin, go háirithe iniúchadh gníomhairí aeroiriúnaithe ceimiceacha chun feabhas a mhuirearú difreálach na gcáithníní a chur ar chumas breis éifeachtachta i scaradh ina dhiaidh sin. An úsáid a bhaint gníomhairí aisce-mhodhnú den sórt sin d'fhéadfadh an toradh próisis féidir beneficiate go rathúil mianta le hábhar gangue casta, lena n-áirítear sileacáití agus carbónáití araon.

Cé go leanann an obair a bheachtú a thuilleadh na modhanna, I measc na teorainneacha bunúsacha ar na córais leictreastatach traidisiúnta acmhainn, an gá le haghaidh céimeanna éagsúla d'uasghrádú leordhóthanach méine, agus fadhbanna oibríochta de bharr fíneálacha. Ionas go feidhmeanna tráchtála ar scála inmharthana de na teicníochtaí saotharlainne léirigh, Ní mór feabhsuithe suntasacha a dhéanamh a chinntiú go mbíonn iontaofa, oibriú leanúnach gan díghrádú éifeachtúlachta.

Soláthraíonn an deighilteoir STET triboelectric an tionscal próiseála mianraí mhodh chun beneficiate ábhair fíneáil le teicneolaíocht go hiomlán tirim. Is féidir an próiseas atá neamhdhíobhálach don chomhshaol a dhíothú próiseála fliuch agus a thriomú ag teastáil ar an ábhar deiridh. Oibríonn an próiseas STET ag cumas ard - suas go dtí 40 tonna in aghaidh na huaire ag meaisín dhlúth. Is féidir leis an deighilteoir STET phróiseáil réimse leathan de mhéideanna cáithníní go héifeachtach gan aon ghá le haicmiú ina raonta méid caol. Mar gheall ar an agitation vigorous, an ráta lomadh ard idir na criosanna ag gluaiseacht, agus an cumas a láimhseáil cáithníní an-fíneáil (<0.001 mm) D'fhéadfadh an deighilteoir STET bheith éifeachtach i slimes ó mianta fosfáite scaradh ar theip deighilteoirí leictreastatach eile. Is Tomhaltas fuinnimh íseal, thart 1-2 kWh / tona d'ábhar próiseáilte. Ós rud é go bhfuil an astaíocht féideartha amháin ar an bpróiseas deannaigh, Is cheadú de ghnáth sách éasca.

J.D. Bittner a al./ Innealtóireacht Procedia 00 (2015) 000-000

tagairtí

[1]H. B. Johnson, Próiseáil díriú Mianraí fosfáit Bearing, Stáit Aontaithe Paitinne # 2,135,716, samhain, 1938

[2]H. B. Johnson, Próiseáil díriú Mianraí fosfáit Bearing, Stáit Aontaithe Paitinne # 2,197,865, aibreán, 1940.

[3]O.C. Ralston, Scaradh leictreastatach Solaid Granular Measctha, Elsevier Publishing Company, as cló, 1961.

[4]J.E. Lawver, Ore Modh beneficiation US Paitinne 2723029 samhain 1955

[5]J.E. Lawver, beneficiation de Neamh-mhiotalacha mianraí. US Paitinne 2,754,965 iúil 1956

[6]J.E. Lawver, Beneficiation na Fosfáite Mianta US Paitinne 3,225,923 nollaig 1965

[7]C. C. Cook, Modh beneficiation agus Apparatus Mar sin, Stáit Aontaithe Paitinne # 2,738,067, Márta, 1956

[8]J.E. Lawver, beneficiation de Neamh-mhiotalacha mianraí. US Paitinne 2,805,769 Meán Fómhair 1957

[9]D. G. Freasby, Saor-titim scaradh leictreastatach fosfáit agus cailcít cáithníní, Taighde Tuarascáil ar Dhul Chun Cinn Minerals Saotharlainne, nollaig, 1966

[10]J.G. Groppo, scaradh leictreastatach de Carolina Thuaidh bhfosfáití, North Carolina Ollscoil Stáit Mianraí Tuairisc Saotharlann Taighde

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, M.S. Huang, eastóscadh tirim agus ó íonú púróga fosfáit ó reáchtáil-de-mianach carraig, Stáit Aontaithe Paitinne # 3,806,046, aibreán 1974

[12]R. Brillante, C. Delfa, G.B. sochair, P. Carbini, L. raze, P. Saba1972 Roinnt tástálacha ar an scaradh leictreastatach i bhfeidhm ar fhosfáití a bhfuil gangue carbónáit ', International Mianra Próiseáil Comhdháil, Ollscoil na Cagliari, An Iodáil

[13]R. Brillante, M. Téigh, beneficiation Mianta fosfáit ar lean dríodair ag snámhachta roghnaíoch nó scaradh leictreastatach, Imeachtaí, comhdháil FIPR 1993, 135-146.

[14]R. Brillante, M. Téigh, G. Ferrara tribocharging Roghnach na gcáithníní do scaradh, KONA Púdar agus Particle Journal 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Hammoud, A. E. Khazback, M.M. nó, 1977 Próiseas a uasghrádú na fosfáití neamh-oxidized lean casta de Abu Tartur Plateau

(Desert an Iarthair)". Comhdháil Idirnáisiúnta Próiseáil Mianra.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A. E. Khazback, S.A. Hassan, Uasghrádú mianta fosfáite trí dheighilt leictreastatach, Athrú Scopes na Próiseála Mianra, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, cóireáil fhisiceach agus teirmeach mianta fosfáite - Tá forbhreathnú, International Journal of Próiseáil Mianra, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. jiang Iompar iompróirí aeroibrithe, Triboelectric beneficiation don Florida Fosfáite Tionscail, D'ullmhaigh Tuarascáil Deiridh don Institiúid Florida Taighde Fosfáite, Tionscadal FIPR 01-02-149R, nollaig 2003.

[19]D. duine, M. Al-Hwaiti, phosphorites beneficiation staidéar Eshidiya ag baint úsáide as deighilteoir triboelectrostatic rothlacha, Mianadóireacht Eolaíocht agus Teicneolaíocht 20 (2010) pp. 357-364.

[20]S. An. Más rud é, I.M. falcon, R.M.S. falcon, C.P, Bergmann, Staidéar féidearthachta maidir le tiúchan triboelectrostatic de <105méine fosfáit m. An Iris an Institiúid na hAfraice Theas Mianadóireacht agus miotalóireacht, Bealtaine 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. duine, Teicneolaíocht RTS nuálacha do beneficiation tirim fosfáite, SYMPHOS 2013 - 2nd Siompóisiam Idirnáisiúnta ar Nuálaíocht agus Teicneolaíocht chun Fosfáit Tionscail. Innealtóireacht Procedia, Vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. elder, E. yan, 2003. "EForce.- ghlúin nua de deighilteoir leictreastatach do thionscal mianraí gaineamh. "Comhdháil Minerals Trom, Johannesburg, Institiúid na hAfraice Theas Mianadóireacht agus miotalóireacht.

[23]L. Brandaí, P-M. Beier In. Stahl,Scaradh leictreastatach, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]J.D. Bittner, F.J. Hrach, S.A. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, deighilteoir crios Triboelectric le beneficiation mianraí fíneáil, SYMPHOS 2013 - 2nd Siompóisiam Idirnáisiúnta ar Nuálaíocht agus Teicneolaíocht chun Fosfáit Tionscail. Innealtóireacht Procedia, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, IC. Flynn, F.J. Hrach, iarratais Méadú i scaradh triboelectric thirim mianraí, Imeachtaí an XXVII Idirnáisiúnta Mianra Próiseáil Comhdháil - IMPC 2014, Santiago, An tSile, Deireadh Fómhair 20 - 24, 2014.