Electrostática beneficiamento de fosfato Ores: Revisión do traballo pasado e discusión dun sistema de separación improvisado

Dispoñible en liña en www.sciencedirect.com

ScienceDirect

enxeñaría Procedía 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3Simposio Internacional RD sobre Innovación e tecnoloxía na industria de Fosfato

beneficiação de minerais fosfatos electrostática: Revisión do traballo pasado

e discusión dun sistema de separación mellorada

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

unST Equiment e Technology LLC, Needham, Massachusetts, EUA

bequipo ST & Technology LLC, Avignon, Francia

abstracto

Beneficiamento de mineral de fosfato por procesos electrostáticos secas foi tentada por varios investigadores desde a década de 1940. As razóns subxacentes ao desenvolvemento de procesos para a recuperación de fosfato secos son a cantidade limitada de auga nalgunhas rexións áridas, os custos de flotación químicos, e os custos de tratamento de augas residuais. Mentres que os procesos electrostáticos poden non ofrecer unha alternativa completa para flotación, que pode ser axeitado como un suplemento para algúns fluxos, tales como a redución multas / limos contido de mineral antes da flotación, procesamento de residuos de flotación para a recuperación do produto perdido, e minimizando os impactos ambientais. Aínda moito traballo foi realizado utilizando separadores tanto de alta tensión e de rolos de caída libre en escalas de laboratorio, a única evidencia da instalación comercial é o circa 1940 proceso "Johnson" no Pierce Mina FL; Non hai ningunha evidencia na literatura de uso comercial actual de Electrostática, aínda forte interese en procesos secos segue para uso en zonas áridas. Os distintos proxectos de investigación relativos salientar que a preparación de alimentación (temperatura, clasificación do tamaño, axentes de condicionamentos) ter un gran impacto no rendemento. Mentres algunhas boas separacións fosen a través da eliminación de fosfatos de sílice, e con menor número de exemplos de calcita e dolomita de fosfato, os resultados son menos positivo, cando múltiples están presentes impurezas. O traballo de investigación segue a refinar aínda máis estes métodos, pero as limitacións fundamentais sobre os sistemas electrostáticos convencionais inclúen baixa capacidade, a necesidade de múltiples fases para mellora adecuada do mineral, e problemas operativos ocasionados por multas. Algunhas destas limitacións poden ser superadas por medio de procesos electrostáticos recentes, incluíndo un separador de correa de triboeléctricas.

© 2015 os autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Peer-review baixo a responsabilidade do Comité das SYMPHOS Científico 2015.

Palabras clave: fosfato, electrostático; separación; minerais; partículas finas; proceso seco

*autor correspondente: Tel: +33-4-8912-0306 Correo-e dirección: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 os autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Peer-review baixo responsabilidade do Comité de SYMPHOS Científico 2015.

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

1. traballo informar na beneficiação de minerais fosfatos electrostática

concentración de fosfato desde minerais naturais foi realizada por unha variedade de métodos, por veces, utilizando cantidades substanciais de auga. con todo, debido á escaseza de auga en varios depósitos de fosfato de todo o mundo, así como aumentar os custos de tratamento de augas residuais e permitindo, o desenvolvemento dun eficaz, proceso seco económica é altamente desexable.

Os métodos para procesamento electrostático seco de minerais fosfatos foron propostos e demostrados en pequenas escalas para sobre 70 anos. con todo, aplicacións comerciais destes métodos foron moi limitado. O "proceso de Johnson" [1] foi utilizado comercialmente desde 1938 por un período de tempo na fábrica americana Agrícola Chemical Company preto Pierce Florida, Estados Unidos. Este proceso utilizou unha serie complexa de electrodos de rolo (figura 1) para a concentración de varias fase de recuperación de fosfato de residuos Washery deslimed, flotación condición concentrados, ou residuos de flotación. comezando con 15.4% P2O5 e 57.3% material insoluble nas residuos finos, a través dunha combinación de clasificación do tamaño, deslamagem, e pre-condicionamentos dos residuos secos, o material con 33.7% P2O5 e só 6.2% insoluble foi recuperado. Noutro exemplo, modernización de residuos de flotación con 2.91% P2O5 deu lugar a un produto de 26.7% P2O5 cun 80% recuperación. Johnson observou que era necesario tratar os refugallos Washery con reactivos químicos utilizados normalmente en flotación de fosfato para obter alto grao de recuperación e de fosfato. El menciona especificamente a eficacia dos ácidos graxos de aceite combustible e como reactivos.

figura 1, A patente Johnson aparello de proceso e folla de fluxo US 2,135,716 e 2,197,865, 1940 [1][2]

Aínda que esta instalación comercial é citada na literatura Introdución sobre 1938, Non está claro como extensivamente ou por canto tempo foi usado neste proceso. No seu resumo do estado de separacións electrostáticas ata 1961, O. C. Ralston

[3]escribe que cinco grandes lapelas Johnson instaláronse cada procesamento de preto de 10 toneladas / hora de -20 malla alimentación. Cada ficha foi 10 Rolos de alta coa tensión aplicada de 20 kV. Ningún outro concentradores de fosfato escala comercial mediante a electrostática instaláronse na Florida segundo Ralston. Con base na descrición do equipo de, os autores

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

concluíron que a capacidade total do proceso era moi baixa en relación á capacidade de outros procesos, como flutuación mollado. Baixa capacidade e os custos de secado do mineral de alimentación de minería mollado en Florida son probablemente a razón para limitar a continuación da aplicación do procedemento nas décadas de 1940 e 1950.

Na década de 1950 e os traballadores de 1960 para Minerals internacionais & Chemicals Corporation (IMC) examinou a aplicación de procesos de separación electrostática en seco para beneficiação de minerais. procesamento de mineral de fosfato Florida foi de particular interese para IMC. O traballo IMC utilizou un proxecto ficha de caída libre, ás veces, con partículas carga reforzada polo paso a través dun axitador ou péndulo, como un martelo ou Rod Mill. [4] Unha patente posterior [5] incluído algún centrado da separación mediante cargadores de materiais diferentes, aínda que a patente final na serie

[6]concluíu que contacto das partículas de carga a unha temperatura elevada (>70° F) era máis eficaz que usando un sistema de cargador. Exemplos representativos de resultados relativos nestas patentes son mostrados na Táboa 1.

mesa 1. resultados relativos de minerais internacionais & Chemicals Patentes 1955-1965

As varias patentes IMC examinada a influencia do tamaño da partícula, incluíndo o tratamento de varios cortes de pantalla independentemente, aínda que pouco traballo implicado moi fina (<45 ? m) partículas. Mostra acondicionado variar amplamente, axuste de temperatura incluíndo, pre lavado e secado, e métodos de secado diferentes (secado indirecta, secado de flash, lámpadas de calor con intervalos de lonxitude de onda infravermello específico). diferentes impurezas (i. silicatos contra carbonatos) necesarios diferentes métodos de manipulación e de pretratamento para optimizar a separación. Aínda que é claro a partir das descricións de patentes que IMC estaba tentando desenvolver un proceso escala comercial, exame da literatura non indica que unha instalación deste tipo xa foi construído e operado en calquera lugar IMC.

No traballo de 1960 en concreto sobre carbonato conteñen minerais de fosfato de Carolina do Norte foi realizado no Laboratorio de Carolina do Norte Universidade Estadual Minerals Research, [9] Utilizando un separador de caída libre escala de laboratorio e unha mestura sintética de carbonato de cuncha do solo e concentrado de flotación Seixo fosfato nunha variedade de tamaños moi estreita (-20para +48 malla), A investigación mostrou que o pre-condicionamentos o material cun ácido ou ácidos graxos esfrega influenciado a carga relativa do fosfato como positivo ou negativo. Relativamente foron obtidas separacións nítidas. con todo, cando se utiliza un mineral natural que contén unha cantidade considerable de multas, só separacións pobres fose posible. O mellor separación informar dende un residuo de modernización de flotación cun P inicial2O5 concentración de 8.2% recuperado un produto de 22.1% P2O5. Ningún nivel de recuperación foi informar. Notablemente, unha das dificultades relatadas foi unha acumulación de multas sobre os electrodos de separación.

O traballo adicional na separación electrostática de fosfato North Carolina utilizando un tipo de rolo separador de alta tensión

[10]concluíu que, aínda que a separación de fosfato e de cuarzo se puido, custo de secado foi prohibitivo. con todo, dado que os minerais de fosfato son calcinadas seco, os investigadores suxeriron que a separación Electrostática de tales minerais pode ser posible. Separación de fosfatos calcinadas era pobre no traballo informar. Separación parecía estar relacionado co tamaño de partículas, en vez de composición. melloras suxeridas incluíron o uso doutros sistemas de separación Electrostática, reactivos para aumentar a carga de partículas e características de deseño pantalla moi próximo de materiais. Non hai ningunha evidencia de que calquera traballo de seguimento realizouse neste proxecto.

Algo traballo anterior utilizando fichas de rolos de alta tensión [11] eliminado correctamente os compostos de aluminio e ferro a partir de mineral de run-of-mina desde Florida. O mineral foi seco, esmagado, e coidadosamente dimensionadas antes da separación. P2O5 concentración foi aumentado marxinalidade desde 30.1% para 30.6% pero a retirada dos compostos de Fe e Al permitiron unha moito mellor recuperación posterior por métodos de flotación. Este traballo ilustrou o uso dun separador electrostático para resolver un problema con un mineral específico que limitan o procesamento húmido convencional.

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

Xunto coas investigacións sobre a separación de moitos outros materiais, Ciccu e compañeiros de traballo deu a separación dunha variedade de minerais de fosfato incluíndo as fontes de India, Alxeria, Tunisia, e Angola. [12] separación electrostática era de interese como unha alternativa á flutuación dende un punto de vista económico debido ao feito de que os grandes depósitos de fosfatos son encontradas en rexións áridas. [13] Usando escala de laboratorio separadores de caída libre cun "turbo", estes investigadores foron capaces de obter resultados de separación similares para procesos de flotación de minerais con composicións de ganga relativamente simple. especialmente, descubriron que o fosfato cargado positivamente, en presenza de sílice, pero negativas na presenza de calcita. con todo, o mineral contiñan cantidades significativas de ambos sílice e carbonato, a separación electrostática foi pobre e procesos de flotación demostrou ser máis flexible para a obtención de separacións prácticos. Desde estudos sobre os efectos do turbocompresor na carga de partículas individuais, estes investigadores concluíron que o material de ganga cargada principalmente por contacto de partícula-partícula, no canto de contacto coas superficies do turbocompresor. [13] [14] Subida foi tamén moi sensibles á temperatura do material, cunha boa separación só poden obterse enriba de 100 ° C. Adicionalmente, a presenza de material fino causado problemas no separador e bos resultados dependen dimensionamento coidadoso das partículas en ata tres pistas de tamaño antes da separación. Un resumo dos resultados deste grupo é presentado na táboa 2. non completa- aplicacións en escala parecen ser aplicado con base neste traballo.

mesa 2. resultados relativos de Ciccu, e. ai. da escala de laboratorio separadores de caída libre

separación electrostática dunha mineral exipcio foi estudada por Hammoud, et al. usando un separador de caída libre-escala de laboratorio. [15] O mineral utilizado contiña principalmente sílice e outra insoluble cun P inicial2O5 concentración de 27.5%. O produto recuperado tiña unha P2O5 concentración de 33% cun 71.5% recuperación.

Un estudo adicional dun mineral exipcio con ganga principalmente siliceous foi conducido por Abouzeid, et al. utilizando un separador de rolos de laboratorio. [16] Investigadores procuraron especialmente para identificar técnicas para concentrarse e secos ou desempoeirar minerais / fosfato en distritos con escaseza de auga. Este estudo obtido un produto con 30% P2O5 a partir dun material de alimentación con 18.2 % P2O5 cunha recuperación de 76.3 % tras o dimensionamento coidadoso do material para un intervalo estreito entre 0.20 mm e 0.09 mm.

Nun artigo de revisión posterior cubrindo toda a gama de procesos de beneficiação para a recuperación de fosfato, Abouzeid informar que, mentres as técnicas de separación electrostáticas foron exitosos en minerais fosfatos mellora a través da eliminación de sílice e carbonatos, a baixa capacidade dos separadores dispoñibles limitado o seu uso para a produción comercial. [17]

separación electrostática de minerais Florida foi estudado recentemente por Stencel e Jian usando un laboratorio flow-thru libre- separador de caída. [18] O obxectivo era identificar un esquema de procesamento alternativo ou suplementario para os sistemas de flotación longa usada desde flotación non podería ser usado sobre o material de menos de 105 ? m. Este material fino foi simplemente depositados en vertedoiro, resultando nunha perda de case 30% do fosfato extraído orixinalmente. Eles probaron deslimed mineral bruto, Alimentación flotación fina, concentrado de flotación máis áspera, e flotación final de concentrados, obtidos a partir de dúas unidades de transformación en Florida en taxas de alimentación ata 14 kg / h nun separador de escala de laboratorio. Bos resultados de separación foron relativos coa alimentación de flotación fina (+0.1 mm; ~ 12% P2O5) dunha fonte que foi actualizado para 21-23% P2O5 en dúas pasaxes con 81- 87% P2O5 recuperación, rexeitando sílice esencialmente insoluble. Resultados similares foron alcanzados cando o tribocarregamento Alimentación mediante un tubo de transporte neumático ou un cargador de quenda tribo-.

A investigación máis recentemente informar na separación electrostática de minerais fosfatos implicados sistemas deseñados para optimizar mellor a carga dos materiais antes da introdución nun separador de caída libre, Tao e Al Hwaiti [19] identificado que non houbo uso comercial de electroestática para beneficiação fosfato debido aos sistemas de baixa

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

rendemento, baixa eficiencia ea necesidade de traballar con distribucións de tamaño de partículas estreita. Estes investigadores buscaron especialmente para superar a baixa densidade de carga de partículas asociadas con sistemas que dependen da partícula a partícula contacto ou impacto sobre un sistema de carga simple. Traballando con un mineral con xordano principalmente ganga sílice, o material triturado para -1.53 mm e coidadosamente diminuíu a eliminar o material de abaixo 0.045 mm. Un separador de caída libre pequena escala de laboratorio foi equipado cun cargador de quenda recentemente deseñado deseñado cun cilindro fixo e un tambor rotativo, ou cargador, e un espazo anular entre. Unha fonte de alimentación externa foi utilizado para aplicar un potencial eléctrico entre o cilindro de rotación rápida eo cilindro estacionario. Tras a carga por contacto co tambor xiratorio, as partículas pasan a un separador de caída libre convencional. traballando con 100 tamaño do solar herba e comezando cunha alimentación diminuíu P2O5 contido 23.8%, despois dúas pasaxes cun concentrado ata 32.11% P2O5 foi recuperado, aínda que só cunha recuperación global 29%.

Nun esforzo para potenciada multas fosfato (< 0.1 mm), Bada et al. empregou un separador de caída libre cun sistema de carga de rotación moi semellante ao de Tao do.[20]. O material de partida foi a partir dun concentrado de flotación que contén finos cun P2O5 de 28.5%. Un produto de 34.2% P2O5 foi recuperado, pero de novo con unha baixa taxa de recuperación 33.4%.

Este "separador de caída libre triboelectrostatic quenda" foi de novo aplicado á beneficiação seco de fosfato por Sobhy e tan. [21] Traballando con un seixo fosfato Dolomita triturados desde Florida cunha moi ampla gama de tamaños de partícula (1.25 mm – <0.010 mm), un concentrado de fosfato con 1.8% MgO e 47% P2O5 a recuperación foi producido a partir dunha alimentación de partida con aproximadamente 23% P2O5 e 2.3% MgO. Os resultados óptimos no dispositivo escala de laboratorio foron obtidos cando a alimentación 9 kg / h e - 3 kV aplicado ao cargador de quenda. A eficiencia de separación foi relatada como estando limitada por tanto pobre liberación do material en partículas grandes e interferencia de diferentes tamaños de partículas na cámara de separación.

Os mellores resultados foron obtidos cando o procesamento dunha mostra de razón de flotación coa distribución de tamaño de partícula máis estreita de 1 para 0.1 mm. Cun P inicial2O5 contido de aproximadamente 10%, Mostras do produto foron obtidos con aproximadamente 25% P2O5 contido, P2O5 recuperación de 90%, e rexeitamento de 85% do cuarzo. Esta eficiencia demostrada foi observado como moito mellor que a obtida cun separador de caída libre, cun sistema de carga máis convencional como usado por Stencel [18] demostrando a vantaxe do cargador de quenda recén designado. O procesamento dun concentrado de flotación que contén 31.7% P2O5 deu lugar a un produto de maior que 35% P2O5 cunha recuperación de 82%. Esta mellora foi anotado para ser mellor que puido por flotación.

Este separador de escala de laboratorio cun sistema de separación de ancho 7.5 cm foi descrito como tendo unha capacidade de 25 kg / h, equivalente a 1/3 tonelada / hora / metro de ancho. con todo, os efectos relativos de taxa de alimentación de eficiencia de separación amosa que as separacións óptimas obtivéronse en só 9 kg / h ou lixeiramente máis dun terzo da capacidade nominal do sistema.

global, traballo anterior sobre a actualización electrostática de minerais de fosfato foi limitada pola carga relativa de ganga complexo ea influencia prexudicial efectos do tamaño de partícula, en particular, o efecto de multas. A gran maioría de traballo implicado só equipos en escala de laboratorio sen validación que escala comercial, continuamente equipo operador pode ser utilizada. Adicionalmente, as baixas capacidades de equipos de proceso electrostático dispoñibles fixeron aplicacións comerciais antieconómica.

2. Limitacións de procesos de separación convencionais electrostáticas

rolos de alta tensión sistemas de separación electrostáticas como usado por Groppo [10] e Kouloheris et al. [11] son comunmente usado para mellorar unha variedade de materiais, cando un compoñente é máis condutora que outros. nestes procesos, o material debe contactar un cilindro ou tarxeta ligada á terra despois tipicamente as partículas de material son cargados negativamente por unha descarga de coroa ionizante. materiais condutores perden a carga rápido e ser xogado a partir do tambor. a non- material condutor segue sendo unidas para o tambor xa que a carga pode disipar máis lentamente e vai caer ou ser escovado desde tambor, tras a separación desde material condutor.

O diagrama seguinte (figura 2) ilustra as características fundamentais deste tipo de separador. Estes procesos son

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

limitadas en capacidade debido ao contacto desexado de cada partícula para o tambor ou prato. A eficacia destes separadores tambor rolo tamén están limitados ás partículas de preto de 0,1 mm ou máis en tamaño debido tanto a necesidade de contactar coa tarxeta ligada á terra ea dinámica do desaugadoiro de partículas necesarios. Partículas de tamaños diferentes tamén teñen diferentes dinámicas de fluxo debido aos efectos inerciais e resultará na separación degradada.

figura 2: Tambor separador electrostático (Elder e Yan, 2003 [22]

O intento de aplicación limitados a fosfato de beneficiamento é debido á natureza non condutora de ambos os fosfatos e material de ganga típico. Kouloheris observado principalmente algunha eliminación de ferro e partículas de aluminio que contén esta, debido á súa natureza condutora, son "xogado" do rolo. Presenza deste tipo de material en minerais de fosfato non é común. Groppo notarse que o único material que foi "fixado" para o rolo, como un "non-condutor" foron multas, indicando unha separación por tamaño de partículas, en vez de composición do material. [9] Con raras excepcións posibles, minerais de fosfato non son susceptibles de beneficiação por separadores de rolos de alta tensión.

Separadores de rolos de tambor tamén foron utilizados en configuracións que dependen de carga triboeléctrica de partículas en vez de cargar inducido por ionización inducida por un campo de alta tensión. Un ou máis electrodos situados por riba do tambor, tales como o electrodo "estática" ilustrado na Figura 2, empréganse para partículas "levantar" de carga oposta desde a superficie do tambor. Tal sistema foi usado por Abouzeid, et al. [16] que verificou que a eficiencia de separación foi modificada en función da polaridade e aplicada unha voltaxe de electrodos estáticos. O Proceso Johnson [1] utilizada outra variación dun separador de rolo de tambor. con todo, a capacidade limitada ea eficiencia dun sistema de rolo único leva aos sistemas moi complexos como ilustrado na figura 1. Como dito enriba, Parece que esta complexidade e ineficiencia xeral do proceso limita severamente a súa aplicación.

Triboelectrostatic separacións non se limitan a separación de condutor / materiais non condutora, pero dependen do fenómeno da transferencia de carga polo contacto de fricción de materiais dissimilares coa química de superficie. Este fenómeno foi utilizado en procesos de separación "caída libre" durante décadas. Un tal proceso é ilustrado na Figura 3. Compoñentes dunha mestura de partículas de primeiro desenvolver diferentes cargas por contacto quere cunha superficie de metal, como nun cargador de tribo-, ou por contacto de partícula a partícula, como nun dispositivo de alimentación de leito fluidizado. A medida que as partículas caen a través do

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

campo eléctrico na zona de eltrodos, traxectoria de cada partícula é desviada cara ao electrodo de carga oposta. Despois dunha certa distancia, caixas de recollida son utilizadas para separar os fluxos. As instalacións típicas requiren múltiples fases de separación con reciclaxe de unha fracción mediano. Algúns dispositivos usan unha corrente estable de gas para auxiliar o transporte das partículas a través da zona de electrodo.

figura 5: "Caída libre" separador triboelectrostatic

No canto de depender só en partículas ao contacto das partículas para inducir a transferencia de carga, moitos sistemas deste tipo utilizan unha sección de "cargador" composto por un material seleccionado con ou sen tensión aplicada para mellorar a carga de partícula. Na década de 1950, Lawver investigado usando varios dispositivos que inclúen un muíño de martelos e muíño de varas para recargar material entre as fases de separación [4] así como cargadores de placas simples de varios materiais. [5] [6] con todo, Lawver concluíron que a temperatura material era de importancia e partícula-partícula de transferencia de carga dominante sobre a temperatura ambiente proporcionou mellores resultados que o uso dun cargador. Sala et al. [12] investigou o grao relativo de transferencia de carga e concluíu que o material de ganga menor carga adquirida principalmente a través do contacto de partícula-partícula, debido á baixa probabilidade de frecuencia de impacto cunha placa de cargador. Isto ilustra unha limitación para a utilización de sistemas de cargador: todas as partículas deben contactar a superficie do cargador de xeito que a taxa de alimentación debe ser mínimo. O contacto pode ser mellorada pola utilización de condicións de turbulencia para transportar o material ou unha gran área de superficie cargador movendo. O último traballo de Tao [19] e Bada [20] e Sobhy [21] usar un cargador de quenda especialmente deseñados coa tensión aplicada, pero só nun separador de laboratorio moi pequena escala. Aínda que este proxecto cargador mellorou tense mostrado superior aos sistemas máis vellos, capacidades de procesamento demostradas destes sistemas son aínda moi baixo. [21]

Este tipo de separador de caída libre tamén ten limitacións de tamaño das partículas do material que pode ser procesado. O fluxo dentro da zona de eltrodos deben ser controladas para minimizar a turbulencia para evitar "manchas" de separación. A traxectoria de partículas finas son máis efectuada por turbulencia desde que as forzas arrastre aerodinámico sobre partículas finas son moito maiores do que as forzas gravitacionais e electrostáticos. Este problema pode ser superado a un grao que o material con relativamente estreita gama de tamaño de partícula é procesado. Gran parte da investigación discutido anterior material pre-seguimento incluídos en distintas gamas de tamaño, de xeito optimizar a separación. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] o

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

diferenza de 8 para 20 kV. a correa, que está feito dun plástico non condutor, é unha malla grande con preto de 60% área aberta. As partículas poden pasar facilmente a través dos orificios na correa. Tras a entrada no espazo entre os electrodos das partículas cargadas negativamente son atraídos polas forzas do campo eléctrico para os electrodos positivos de fondo. As partículas positivamente cargadas están unidas para o electrodo de arriba cargado negativamente. A velocidade da cinta de ciclo continuo é variable de 4 a 20m / s. A xeometría dos fíos transversais serve para varrer as partículas fóra dos electrodos que se desprazan a eles en dirección a extremidade adecuada do separador e arredor da zona de alto cisallamento entre as seccións opostas en movemento da correa. Xa que a densidade do número de partículas é tan elevada no interior do intervalo entre os electrodos (aproximadamente un- terzo do volume ocupado polas partículas) eo fluxo é vigor axitada, Existen moitos colisións entre partículas e carga óptima ocorre continuamente ao longo da zona de separación. O fluxo en contra-corrente inducida por seccións de correas opostas en movemento ea continua re-carga e re-separación crea un contador de separación en pisos múltiples de corrente dentro dun único aparello. Este carga en contuo e recarga de partículas dentro do separador elimina calquera sistema necesario "cargador" antes da introdución de material para a pestana, eliminando, así, unha seria limitación na capacidade de outros separadores electrostáticos. A saída deste separador é dúas correntes, un concentrado e un residuo, sen unha corrente de sêmea. A eficiencia deste separador foi amosado para ser equivalente a preto de tres etapas de separación de caída libre con farelo de reciclar.

Mineral Un End

figura 7: Fundamentos da STET veciños Separator

A separación altamente eficiente das partículas inferior a 0.5 mm fai esta unha opción ideal e comprobada para a separación de multas (po) a partir dunha operación de moenda en seco potasa. O separador de STET pode procesar unha ampla gama de tamaños de partículas con eficiencia sen necesidade de clasificación en rangos de tamaño estreitas. Debido á axitación vigorosa, a alta velocidade de corte entre as correas que se desprazan, ea capacidade de xestionar partículas moi finas (<0.001 mm) a ficha de ST pode ser eficaz na separación de lodos de mineral de fosfato, onde outros fallaron separadores electrostáticos.

3.1 Capital e os custos operativos

Un estudo comparativo do custo foi encomendado polo STET e conducida por Soutex Inc. [25] Soutex é unha empresa de enxeñería con base Quebec Canadá, con ampla experiencia en flotación mollado e avaliación do proceso de separación Electrostática e deseño. O estudo comparou os custos de capital e operativos do proceso de separación correa triboelectrostatic a flutuación en escuma convencional para a beneficiação dun mineral de bario de grao baixo. Os custos operativos foron estimados para incluír o traballo operativo, mantemento, enerxía (eléctrica e combustible), e consumibles (por exemplo, o custo dos reactivos químicos para flotación). Os custos dos insumos foron baseados en valores típicos para unha planta hipotética situado preto de Battle Mountain, Nevada Estados Unidos. O custo total de propiedade máis de dez anos foi calculado a partir do custo de capital e operativo, asumindo un

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

8% taxa de desconto. Os resultados de comparación de custo están presentes como porcentaxes relativas na Táboa 3. mesa 3. Comparación de custo para Barite Processing

O custo total de compra de bens de capital para o proceso de separación cinto triboelectrostatic é lixeiramente inferior á flutuación. Con todo, cando o total dos gastos de capital calcúlase para incluír a instalación de equipos, custos de tubos e eléctricas, e os custos de construción proceso, a diferenza é grande. O custo de capital total para o proceso de separación do cinto é triboelectrostatic 63.2% do custo do proceso de flotación. O custo significativamente máis baixo para o proceso en seco resulta da folla de fluxo máis simple. Os custos de operación para o proceso de separación do cinto é triboelectrostatic 75.5% do proceso de flotación debido a esixencias principalmente menores de persoal operativo e menor consumo de enerxía.

O custo total de propiedade do proceso de separación correa triboelectrostatic é significativamente menos que a flotación. O autor do estudo, Soutex Inc, concluíron que o proceso de separación do cinto triboelectrostatic ofrece vantaxes obvias en CAPEX, OPEX, e sinxeleza operativo.

4. resumen

Mentres beneficiamento de mineral de fosfato por procesos electrostáticos secas foi tentada por varios investigadores desde a década de 1940 houbo uso límite moi de tales procesos a escala comercial. O éxito limitado foi debido a unha variedade de factores atribuíveis aos proxectos de sistemas de separación ea complexidade dos minerais.

preparación de alimentación (temperatura, clasificación do tamaño, axentes de condicionamentos) ten un grande impacto no rendemento dos sistemas de separación. Oportunidades para novos traballos nesta área, en particular, a explotación de axentes de condicionamentos químicos para mellorar a carga diferencial das partículas para permitir unha maior eficiencia na separación posterior. O uso de tales axentes de modificación de carga poden producir procesos que poden potenciada correctamente minerais con material de ganga complexo, incluíndo dous silicatos e os carbonatos.

Aínda que o traballo segue a refinar aínda máis estes métodos, limitacións fundamentais nos sistemas electrostáticos convencionais inclúen a capacidade, o necesario para múltiples etapas para mellora adecuada do mineral, e problemas operativos ocasionados por multas. En orde para aplicacións viables en escala comercial das técnicas de laboratorio demostraron, melloras significativas deben ser feitos para garantir fiable, funcionamento continuo, sen a degradación da eficiencia.

O separador de STET triboeléctricas ofrece a industria de procesamento de mineral de un medio para potenciada materiais finos cunha tecnoloxía completamente seco. O proceso ambiental agradable pode eliminar procesamento por vía húmida e de secado requirido do material final. O proceso STET opera en alta capacidade - ata 40 toneladas por hora por unha máquina compacta. O separador de STET pode procesar unha ampla gama de tamaños de partículas con eficiencia sen necesidade de clasificación en rangos de tamaño estreitas. Debido á axitación vigorosa, a alta velocidade de corte entre as correas que se desprazan, ea capacidade de xestionar partículas moi finas (<0.001 mm) a ficha de STET pode ser eficaz na separación de lodos desde minerais de fosfato, onde outros fallaron separadores electrostáticos. O consumo de enerxía é baixo, aproximadamente 1-2 kWh / tonelada de material procesado. Dende a única emisión potencial do proceso é po, permitindo é tipicamente relativamente fácil.

J.D. Bittner un al./ Enxeñería Procedía 00 (2015) 000-000

Referencias

[1]H. B. Johnson, Procesamento de concentrar minerais de fosfato de rodamentos, United States Patent # 2,135,716, novembro, 1938

[2]H. B. Johnson, Procesamento de concentrar minerais de fosfato de rodamentos, United States Patent # 2,197,865, abril, 1940.

[3]O.C. Ralston, Separación Electrostática de sólidos granulares mixtos, Elsevier Publishing Company, fóra de catálogo, 1961.

[4]J.E.. Lawver, Ore Método de beneficiamento patente US 2723029 novembro 1955

[5]J.E.. Lawver, beneficiamento de Non metálicos minerais. patente US 2,754,965 xullo 1956

[6]J.E.. Lawver, Beneficiamento de fosfato Ores patente US 3,225,923 decembro 1965

[7]C. C. cociñeiro, Método e aparello de beneficiamento tanto, United States Patent # 2,738,067, marzo, 1956

[8]J.E.. Lawver, beneficiamento de Non metálicos minerais. patente US 2,805,769 setembro 1957

[9]D. G. Freasby, separación electrostática de caída libre de partículas de fosfato e calcita, Minerals Research Informe de Progreso Laboratory, decembro, 1966

[10]J.G.. Groppo, separación electrostática de fosfato Carolina do Norte, Carolina do Norte Minerals State University Research Informe de Laboratorio

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, SEÑORITA. Huang, extracción en seco e desinfección dos cantos de fosfato de rocha run-of-mina, United States Patent # 3,806,046, abril 1974

[12]R. Brillante, C. Delfa, G.B. beneficios, P. Carbini, L. arrasar, P. Saba1972 Algunhas probas de separación electrostática aplicada ao fosfato con carbonato de ganga ', Congreso Internacional de Procesamento Mineral, Universidade de Cagliari, Italia

[13]R. Brillante, M. ir, beneficiamento minerais fosfatos sedimentarias de delgada por flotación selectiva ou separación electrostática, procedemento, conferencia FIPR 1993, 135-146.

[14]R. Brillante, M. ir, G. Ferrara tribocarregamento selectiva de partículas de separación, KONA po e partículas Xornal 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Hammoud, A.E. Khazback, M.M. ou, 1977 Un proceso para actualizar os fosfatos complexos non oxidado fraco de Abu Tartur Plateau

(deserto occidental)". Conferencia Internacional de Procesamento Mineral.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A.E. Khazback, S.A. Hassan, Modernización de minerais fosfatos por separación electrostática, Cambiar Scopes de Procesamento Mineral, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, tratamento físico e térmico de minerais fosfatos - Unha panorámica, Xornal Internacional de Procesamento Mineral, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Jiang transporte pneumático, Triboelétricas Beneficiamento ao Fosfato industria de Florida, Informe Final preparado para a Florida Instituto Research Fosfato, proxecto FIPR 01-02-149R, decembro 2003.

[19]D. persoa, M. Al Hwaiti, estudo de beneficiamento Eshidiya fosforitos usando un separador de quenda triboelectrostatic, Ciencia e Tecnoloxía de Minería 20 (2010) PP. 357-364.

[20]S. O. se, i.m.. falcón, R.M.S. falcón, C.P, Bergmann, Estudo da viabilidade da concentración de triboelectrostatic <105mineral de fosfato? m. O Xornal do Instituto de Minería e Metalurxia africano Sur, maio 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. persoa, tecnoloxía RTS innovador para beneficiação seco de fosfato, SYMPHOS 2013 - 2nd Simposio Internacional de Innovación e Tecnoloxía para a Industria Fosfato. enxeñaría Procedía, vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. Maior, E. Yan, 2003. "Eforce.- Máis nova xeración de separador electrostático para a industria de minerais areas. "Conferencia minerais pesados, Johannesburgo, Instituto de Minería e Metalurxia Sudafricano.

[23]L. marcas, P-M. Beier En. Stahl,separación Electrostática, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co, 2005.

[24]J.D. Bittner, F. J. Hrach, S.A. Gasiorowski, L.A.. Canellopoulus, H. Guicherd, separador de cinta triboelétricas para beneficiamento de minerais finos, SYMPHOS 2013 - 2nd Simposio Internacional de Innovación e Tecnoloxía para a Industria Fosfato. enxeñaría Procedía, vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, IC. Flynn, F. J. Hrach, Mellore aplicacións na separación triboelectric seco de minerais, Actas do Congreso Procesamento Mineral Internacional XXVII - CTCI 2014, Santiago, Chile, outubro 20 - 24, 2014.