Elektrosztatikus dúsítása foszfát ércek: Múltjára munka és vita, rögtönzött szétválasztása rendszer felülvizsgálata

Elérhető az interneten: www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Mérnöki Procedia 00 (2015) 000– 000

www.elsevier.com/locate/procedia

3Rd nemzetközi szimpózium az innováció és a technológia a Foszfátipar

Foszfát-ércek elektrosztatikus: A múltbeli munka áttekintése

a továbbfejlesztett szétválasztó rendszer megvitatása és

JENEI TAMÁS. Bittneregy, S. A. Gasiorowskiegy, F. J. Hrachegy, H. Guicherdb*

egyST Equiment és Technology LLC, Needham, Massachusetts, AMERIKAI EGYESÜLT ÁLLAMOK

BST berendezések & Technology LLC, Avignon, Franciaország

Absztrakt

A különböző kutatók az 1940-es évektől származó foszfátércek, száraz elektrosztatikus folyamatok által történő kedvezményezettet próbálták. Az ennek alapjául szolgáló okok miatt a száraz folyamatok a foszfáthasznosítás a korlátozott mennyiségű víz egyes száraz régiókban, a flotációs kémiai költségek, és a szennyvízkezelési költségek. Amíg az elektrosztatikus folyamatok nem adnak teljes alternatívát a flotációs, egyes vízfolyások kiegészítéseként alkalmas lehet, mint például a flotáció előtt a bírságok/slimes érc tartalmának csökkentése, az elveszett termék visszanyerése céljából történő flottázást, és a környezeti hatások minimálisra csökkentése. Bár sok munkát végeztek, mind a nagy feszültségű henger és szabadesés szeparátorok laboratóriumi mérleg, az egyetlen bizonyíték a kereskedelmi telepítés a körül 1940 "Johnson" folyamat Pierce Mine FL; Nincs bizonyíték az irodalomban a jelenlegi kereskedelmi célú elektrostatika, de a száraz folyamatok iránti erős érdeklődés továbbra is az száraz régiókban. A különböző kutatási projektek azt hangsúlyozzák, hogy a takarmány-előkészítés (hőmérséklet, méretbesorolás, kondicionáló anyagok) jelentős hatással van a teljesítményre. Míg néhány jó elválasztást a szilícium-dioxid foszfátokból való eltávolításával értek el,, és kevesebb példa a kalcit és dolomit foszfát, az eredmények kevésbé pozitívak, ha több szennyeződés van jelen. A kutatási munka tovább finomítja ezeket a módszereket, de a hagyományos elektrosztatikus rendszerek alapvető korlátai közé tartozik az alacsony, az érc megfelelő korszerűsítésének több szakaszára, és a bírságok által okozott működési problémák. E korlátozások némelyikét újabb elektrosztatikus folyamatokkal lehet leküzdeni, beleértve a triboelektromos övelválasztót.

© 2015 A szerzők. Kiadó: Elsevier Ltd.

Szakértői értékelés a SYMPHOS tudományos bizottságának felelősségi körében 2015.

Kulcsszavak: foszfát, Elektrosztatikus; Szétválasztás; Ásványi anyagok; finom részecskék; száraz folyamat

*Megfelelő szerző: Tel: +33-4-8912-0306 E‑mail Cím: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 A szerzők. Kiadó: Elsevier Ltd.

A SYMPHOS tudományos bizottságának felelőssége alatt végzett szakértői értékelés 2015.

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

1. Foszfátércelektrosztatikus retusálásával kapcsolatos jelentett munka

A természetes ércek foszfátkoncentrációját már régóta számos módszerrel végezték, amelyek néha jelentős mennyiségű vizet használtak. Azonban, hiánya miatt a víz a különböző foszfát betétek szerte a világon, valamint az engedélyezési és szennyvízkezelési költségek, egy hatékony, gazdasági száraz folyamat nagyon kívánatos.

A foszfátérok száraz elektrosztatikus feldolgozásának módszereit javasolták, és kis léptékben kimutatták, 70 év. Azonban, e módszerek kereskedelmi alkalmazása nagyon korlátozott volt. A "Johnson-folyamat" [1] kereskedelmi forgalomban használták, 1938 egy ideig az Amerikai Mezőgazdasági Vegyipari Vállalat üzem közelében Pierce Florida USA. Ez a folyamat egy nagyon összetett sor görgős elektródák (Ábra 1) a meddő alásőszegből való foszfát visszanyerésének többlépcsős koncentrációjára, flotációs előkoncentrátumok, vagy flotációs maradékok. Kezdve a 15.4% P2O5 és 57.3% oldhatatlan anyag a finom zselemében, a méretosztályozás kombinációjával, desliming, és a szárított maradék okainak előkondicionálása, az anyag 33.7% P2O5 és csak 6.2% oldhatatlan volt visszanyerte. Egy másik példában, flotációs zagyak korszerűsítése 2.91% P2O5 eredményeként a termék 26.7% P2O5 egy 80% Helyreállítási. Johnson megjegyezte, hogy a céramaradékokat olyan kémiai reagensekkel kell kezelni, amelyeket jellemzően foszfátflotációban használnak a magas foszfátminőség és a visszanyerés elérése érdekében.. He specifically mentions the effectiveness of fuel oil and fatty acids as reagents.

Ábra 1, Johnson process apparatus and flow sheet US Patent 2,135,716 és 2,197,865, 1940 [1][2]

While this commercial installation is cited in the literature as starting about 1938, it is not clear how extensively or for how long this process was used. In his summary of the status of electrostatic separations up to 1961, O. C. Ralston

[3]writes that five large Johnson separators were installed each processing about 10 tons/hr of -20 mesh feed. Each separator was 10 rolls high with the applied voltage of 20 kV-os. No other commercial-scale phosphate concentrators using electrostatics were installed in Florida according to Ralston. Based on the process equipment description, the authors

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

have concluded that the overall capacity of the process was rather low in relation to the capacity of other processes, such as wet flotation. Low capacity and the costs of drying the feed ore from wet mining in Florida are likely the reason for limiting the further application of the process in the 1940s and 1950s.

In the 1950’s and 1960’s workers for International Minerals & Chemicals Corporation (IMC) examined the application of dry electrostatic separation processes for mineral beneficiation. Floridian phosphate ore processing was of particular interest to IMC. The IMC work utilized a free fall separator design sometimes with particle charging enhanced by passing through an agitator or impactor such as a hammer or rod mill. [4] A subsequent patent [5] included some enhancement of the separation using chargers of different materials, though the final patent in the series

[6]concluded that particle contact charging at an elevated temperature (>70° F) was more effective than using a charger system. Representative examples of results reported in these patents are shown in Table 1.

Táblázat 1. Reported results from International Minerals & Chemicals Patents 1955-1965

The various IMC patents examined the influence of particle size, including processing of various screen cuts independently, though little work involved very fine (<45 µm) Részecskék. Sample conditioning varied widely, including temperature adjustment, pre washing and drying, and different drying methods (indirect drying, flash drying, heat lamps with specific IR wavelength ranges). Different impurities (i.e. silicates versus carbonates) required different handling and pretreatment methods to optimize the separation. While it is clear from the patent descriptions that IMC was attempting to develop a commercial scale process, examination of the literature does not indicate that such an installation was ever constructed and operated at any IMC site.

In the 1960’s work specifically on carbonate containing phosphate ores from North Carolina was performed at the North Carolina State University Minerals Research Laboratory, [9] Using a laboratory scale freefall separator and a synthetic mixture of ground shell carbonate and phosphate pebble flotation concentrate in a very narrow size range (-20a +48 háló), the research showed that preconditioning the material with an acid scrub or fatty acids influenced the relative charge of the phosphate as either positive or negative. Relatively sharp separations were obtained. Azonban, when using a natural ore containing a considerable amount of fines, only poor separations were possible. The best reported separation from a residue from flotation upgrading with an initial P2O5 concentration of 8.2% recovered a product of 22.1% P2O5. No recovery level was reported. Notably, one of the reported difficulties was a build-up of fines on the separator electrodes.

Additional work on electrostatic separation of North Carolina phosphate using a high tension roller type separator

[10]concluded that while the separation of phosphate and quartz was possible, drying cost was prohibitive. Azonban, given that calcined phosphate ores are dry, the researchers suggested that electrostatic separation of such ores may be possible. Separation of calcined phosphates was poor in the reported work. Separation appeared to be related to particle size rather than composition. Suggested improvements included the use of other electrostatic separation systems, reagents to enhance particle charging characteristics and very close screen sizing of materials. There is no evidence that any follow-up work was performed on this project.

Somewhat earlier work using high-tension roller separators [11] successfully removed aluminum and iron compounds from run-of-mine ore from Florida. The ore was dried, crushed, and carefully sized prior to separation. The P2O5 concentration was increased marginally from 30.1% a 30.6% but the removal of the Al and Fe compounds enabled a much better subsequent recovery by flotation methods. This work illustrated the use of an electrostatic separator to address a problem with a specific ore that limited conventional wet processing.

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

Along with investigations into the separation of many other materials, Ciccu and co-workers tested the separation of a variety of phosphate ores including sources from India, Algéria, Tunézia, and Angola. [12] Electrostatic separation was of interest as an alternative to flotation from an economic standpoint due to the fact that large deposits of phosphates are found in arid regions. [13] Using laboratory-scale free fall separators with a “turbocharger”, these researchers were able to obtain separation results similar to flotation processes from ores with relatively simple gangue compositions. Kifejezetten, they found that phosphate charged positively in the presence of silica, but negative in the presence of calcite. Azonban, if the ore contained significant amounts of both silica and carbonate, the electrostatic separation was poor and flotation processes proved more flexible for obtaining practical separations. From studies of the effects of the turbocharger on charging of individual particles, these researchers concluded that the gangue material charged primarily by particle-particle contact rather than contact with the turbocharger surfaces. [13] [14] Charging was also highly sensitive to material temperature, with good separation only obtainable above 100°C. Továbbá, the presence of fine material caused problems in the separator and good results depend on careful sizing of particles in up to three size ranges prior to separation. A summary of the results from this group is presented in Table 2. No full- scale applications appear to have been implemented based on this work.

Táblázat 2. Reported results from Ciccu, et. al. from laboratory-scale free fall separators

Electrostatic separation of an Egyptian ore was studied by Hammoud, és mtsai. using a laboratory-scale free fall separator. [15] The ore used contained primarily silica and other insoluble with an initial P2O5 concentration of 27.5%. The recovered product had a P2O5 concentration of 33% with a 71.5% Helyreállítási.

An additional study of an Egyptian ore with primarily siliceous gangue was conducted by Abouzeid, és mtsai. using a laboratory roller separator. [16] The researchers specifically sought to identify dry techniques to concentrate and/or dedust phosphate ores in districts with water shortages. This study obtained a product with 30% P2O5 from a feed material with 18.2 % P2O5 with a recovery of 76.3 % after careful sizing of material to a narrow range between 0.20 mm and 0.09 mm.

In a subsequent review article covering the full range of beneficiation processes for phosphate recovery, Abouzeid reported that while electrostatic separation techniques were successful in upgrading phosphate ores by removing silica and carbonates, the low capacity of the separators available limited their use for commercial production. [17]

Electrostatic separation of Florida ores was studied recently by Stencel and Jian using a laboratory flow-thru free- fall separator. [18] The objective was to identify an alternative or supplemental processing scheme to the long-used flotation systems since flotation could not be used on the material of less than 105 µm. This fine material was simply landfilled, resulting in a loss of nearly 30% of the phosphate originally mined. They tested deslimed raw ore, fine flotation feed, rougher flotation concentrate, and final flotation concentrates obtained from two processing plants in Florida at feed rates up to 14 kg/hour in a lab-scale separator. Good separation results were reported with the fine flotation feed (+0.1 mm; ~12% P2O5) from one source which was upgraded to 21-23% P2O5 in two passes with 81- 87% P2O5 recovery by rejecting primarily insoluble silica. Similar results were achieved when tribocharging the feed using either a pneumatic conveying tube or a rotating tribo-charger.

A legutóbb jelentett kutatás az elektrosztatikus elválasztása foszfát ércek érintett rendszerek célja, hogy jobban optimalizálja a töltés az anyagok bevezetése előtt egy szabadesés elválasztó, Tao és Al-Hwaiti [19] megállapították, hogy nem került kereskedelmi felhasználásra az elektrostatika a foszfátra, mivel a rendszer alacsony

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

Átmenő, alacsony hatásfok és a szűk részecskeméret-eloszlásokkal való munka szükségessége. Ezek a kutatók kifejezetten arra törekedtek, hogy felszámolja az alacsony részecske-töltés sűrűsége kapcsolódó rendszerek függ a részecske a részecske érintkezés vagy hatása egy egyszerű töltési rendszer. Munka egy Jordániai érc elsősorban szilícium-dioxid meddőkőzet, az anyagot összezúzták -1.53 mm, és óvatosan csökkent az alábbi anyagok eltávolítása 0.045 mm. A small laboratory scale free-fall separator was fitted with a newly designed rotating charger designed with a stationary cylinder and a rotating drum, or charger, and an annular space in between. An external power supply was used to apply an electric potential between the fast rotating drum and the stationary cylinder. After charging by contact with the rotating drum, the particles pass into a conventional free-fall separator. Working with 100 gram batch size and starting with a declined feed P2O5 content of 23.8%, after two passes a concentrate with up to 32.11% P2O5 was recovered, though only with an overall recovery of 29%.

In an effort to beneficiate phosphate fines (< 0.1 mm), Bada et al. employed a free fall separator with a rotating charging system very similar to that of Tao’s.[20]. The starting material was from a flotation concentrate containing fines with a P2O5 a 28.5%. A product of 34.2% P2O5 was recovered but again with a low recovery rate of 33.4%.

This “rotary triboelectrostatic free-fall separator” was again applied to the dry beneficiation of phosphates by Sobhy and Tao. [21] Working with a crushed dolomitic phosphate pebble from Florida with a very broad particle size range (1.25 mm – <0.010 mm), a phosphate concentrate with 1.8% MgO and 47% P2O5 recovery was produced from a feed starting with approximately 23% P2O5 és 2.3% MgO. The optimum results on the lab-scale device were achieved when feeding 9 kg/hr and – 3kV applied to the rotary charger. The separation efficiency was reported to be limited by both poor liberation of material in the large particles and interference of different particle sizes in the separation chamber.

Better results were achieved when processing a flotation feed sample with the narrower particle size distribution of 1 a 0.1 mm. With an initial P2O5 content of approximately 10%, product samples were obtained with approximately 25% P2O5 tartalom, P2O5 recovery of 90%, and rejection of 85% of the quartz. This demonstrated efficiency was noted as much better than that obtained with a free-fall separator with a more conventional charging system as used by Stencel [18] demonstrating the advantage of the newly designed rotary charger. Processing a flotation concentrate containing 31.7% P2O5 resulted in a product of greater than 35% P2O5 with a recovery of 82%. This upgrading was noted to be better than possible by flotation.

This laboratory scale separator with a separation system width of 7.5 cm was described as having a capacity of 25 kg/hr, equivalent to 1/3 tonne/hr/meter of width. Azonban, the reported effects of feed rate on separation efficiency showed that optimal separations were obtained at only 9 kg/hr or slightly over one-third the nominal capacity of the system.

Általános, previous work on electrostatic upgrading of phosphate ores has been limited by the relative charging of complex gangue and the detrimental influence of particle size effects, in particular, the effect of fines. The large majority of work involved only laboratory scale equipment with no validation that commercial scale, continuously operated equipment could be used. Továbbá, the low capacities of available electrostatic process equipment have made commercial applications uneconomical.

2. Limitations of conventional electrostatic separation processes

High tension roller electrostatic separation systems as used by Groppo [10] and Kouloheris et al. [11] are commonly used for upgrading a variety of materials when one component is more conductive than others. Ezekben a folyamatokban, az anyagnak egy földelt dobot vagy lemezt kell felvegye, általában azután, hogy az anyag részecskéket negatív töltést. A vezetőképes anyagok gyorsan elveszítik a töltésüket és a dobból kidobják. The non- conductive material continues to be attracted to the drum since the charge will dissipate more slowly and will fall or be brushed from the drum after separation from the conducting material.

A következő ábra (Ábra 2) illusztrálja az ilyen típusú elválasztó alapvető jellemzőit. These processes are

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

limited in capacity due to the required contact of every particle to the drum or plate. The effectiveness of these drum roll separators are also limited to particles of about 0.1mm or greater in size due to both the need to contact the grounded plate and the required particle flow dynamics. A különböző méretű részecskéknek az inerciális hatások miatt eltérő áramlási dinamikája is lesz, ami leromlott elválasztást eredményez..

Ábra 2: Dob elektrosztatikus szeparátor (Elder and Yan, 2003 [22]

The limited attempted application to phosphate beneficiation is due to the non-conductive nature of both phosphates and typical gangue material. Kouloheris observed primarily some removal of iron and aluminum containing particles that, due to their conductive nature, are “thrown” from the roller. Presence of this sort of material in phosphate ores is not common. Groppo noted that the only material that was “pinned” to the roller as a “non-conductor” were fines, indicating a separation by particle size rather than material composition. [9] With possible rare exceptions, phosphate ores are not amenable to beneficiation by high tension roller separators.

Drum roller separators have also been utilized in configurations that rely on triboelectric charging of particles rather than charging induced by ionization induced by a high-tension field. One or more electrodes positioned above the drum, such as the “static” electrode illustrated in Figure 2, are utilized to “lift” particles of opposite charge from the drum surface. Such a system was used by Abouzeid, és mtsai. [16] who found that separation efficiency was altered depending on the polarity and applied a voltage of the static electrodes. The Johnson Process [1] used another variation of a drum roller separator. Azonban, the limited capacity and efficiency of a single roller system leads to the very complex systems such as illustrated in Figure 1. Mint már említettük, it appears that this complexity and overall inefficiency of the process severely limited its application.

A triboelektrosztatikus elválasztások nem korlátozódnak a vezetőképes / non-conductive materials but depend on the phenomenon of charge transfer by frictional contact of materials with dissimilar surface chemistry. Ezt a jelenséget évtizedeken át "szabadesés"-i elválasztási folyamatokban használták. Az ilyen folyamatot illusztrálja az ábra 3. A részecskék keverékének összetevői először különböző töltéseket fejtenek ki egy fémfelülettel való érintkezés útján, as in a tribo-charger, or by particle to particle contact, as in a fluidized bed feeding device. As the particles fall through the

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

electric field in the electrode zone, minden részecske pályája az ellentétes töltésű elektróda felé hajlik. Egy bizonyos távolság után, gyűjtőedényeket használnak a patakok elválasztására. A tipikus telepítések több elválasztó szakaszt igényelnek, egy közepes frakció újrahasznosításával. Egyes eszközök állandó gázáramot használnak, hogy segítsék a részecskék szállítását az elektróda zónán keresztül.

Ábra 5: "Szabadesés" triboelektrosztatikus szeparátor

Rather than depending solely on particle to particle contact to induce charge transfer, many systems of this type use a “charger” section composed of a selected material with or without applied voltage to enhance particle charging. In the 1950’s, Lawver investigated using various devices including a hammer mill and rod mill to recharge material between separation stages [4] as well as simple plate chargers of various materials. [5] [6] Azonban, Lawver concluded that material temperature was of overriding importance and particle-particle charge transfer above ambient temperature provided better results than the use of a charger. Ciccu et al. [12] investigated the relative degree of charge transfer and concluded that minor gangue material acquired charge primarily through particle-particle contact due to the low probability of impact frequency with a charger plate. This illustrates a limitation to the use of charger systems: all particles must contact the charger surface so the feed rate must be relatively low. Contact can be improved by using turbulent conditions for conveying the material or by using a large surface area moving charger. The recent work of Tao [19] and Bada [20] and Sobhy [21] use a specially designed rotating charger with applied voltage but only on a very small scale laboratory separator. While this improved charger design has been shown to be superior to older systems, demonstrated processing capacities of these systems are still quite low. [21]

Az ilyen típusú szabadesés-szeparátornak korlátai vannak a feldolgozható anyag részecskeméretében is. Az elektróda zónán belüli áramlást úgy kell szabályozni, hogy a turbulencia minimálisra csökkenjen, hogy elkerülhető legyen az elválasztás "elkenődése". A finom részecskék pályáját jobban befolyásolja a turbulencia, mivel a finom részecskékre ható aerodinamikai húzóerők sokkal nagyobbak, mint a gravitációs és elektrosztatikus erők. This problem can be overcome to a degree if material with relatively narrow particle size range is processed. Much of the research discussed above included pre-screening material into different size ranges in order to optimize separation. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] A

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

difference of 8 a 20 kV-os. A biztonsági öv, ami a nem vezető műanyagból készült, egy nagy háló-val szól 60% Nyissa meg a terület. The particles can easily pass through the holes in the belt. Az elektródák közötti szakadék történő belépéskor a negatív töltésű részecskék vonzza az elektromos erők alsó pozitív elektródák. A pozitív töltésű részecskék vonzza a negatív töltésű felső elektróda. A folyamatos hurkot szalag sebessége változó, a 4 to 20m/s. The geometry of the cross-direction strands serves to sweep the particles off the electrodes moving them towards the proper end of the separator and back into the high shear zone between the oppositely moving sections of the belt. Azért, mert a részecskék száma sűrűsége olyan magas, belül a szakadékot az elektródák (approximately one- third the volume is occupied by particles) és az áramlás erőteljesen rázzák., vannak sok ütközések részecskék között és optimális díjfizetés történik folyamatosan, egész a különválás zóna. Az ellenáramú áramlás okozta a ellentétesen mozgó öv szakaszok és folyamatos újra töltése és új elválasztó létrehoz egy számláló aktuális többfokozatú szétválasztása belül egyetlen készülék. This continuous charging and recharging of particles within the separator eliminates any required “charger” system prior to introducing material to the separator, thus removing a serious limitation on the capacity of other electrostatic separators. A kimenet az elválasztó két áramra, a koncentrátum és a maradék, nélkül egy disznóbab-patak. Ez elválasztó hatékonysága bebizonyosodott, hogy egyenértékű körülbelül három szakaszban a szabadon eső szétválasztás, disznóbab újra feldolgoz.

Mineral A End

Ábra 7: Fundamentals of STET Belt Separator

The highly efficient separation of particles less than 0.5 mm makes this an ideal and proven option for separation of fines (dust) from a potash dry grinding operation. The STET separator can process a wide range of particle sizes efficiently without the need for classification into narrow size ranges. Because of the vigorous agitation, the high shear rate between the moving belts, and the ability to handle very fine particles (<0.001 mm) the ST separator might be effective in separating phosphate ore slimes where other electrostatic separators have failed.

3.1 Tőke- és működési költségek

A STET megbízásából összehasonlító költségtanulmányt készítettek és a Soutex Inc. végezte el. [25] A Soutex egy kanadai quebeci székhelyű mérnöki vállalat, amely nagy tapasztalattal rendelkezik mind a nedves flotáció, mind az elektrosztatikus elválasztási folyamat értékelése és tervezése terén. A tanulmány összehasonlította a triboelektrosztatikus övszétválasztási eljárás tőke- és működési költségeit a hagyományos habflotációval az alacsony minőségű baritérc javára. A működési költségek a becslések szerint magukban foglalják a működési munkaerőt, fenntartás, energia (elektromos és üzemanyag), és fogyóeszközök (Pl, kémiai reagens költségek a flotációs). A ráfordítás költségei a Battle Mountain közelében található hipotetikus üzem tipikus értékeire alapszanak, Nevada Amerikai Egyesült Államok. A tíz év feletti tulajdonlási összköltséget a tőkéből és a működési költségből számították ki

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

8% diszkontráta. A költség-összehasonlítás eredménye a táblában relatív százalékként van jelen. 3. Táblázat 3. Költség-összehasonlítás a Barite Processing

A triboelektrosztatikus öv elválasztási folyamata során a tőkeberendezések teljes beszerzési költsége valamivel kisebb, mint a flotáció esetében. Ha azonban az összes tőkekiadást a berendezések beszerelésénél is, Csőhálózat-és elektromos költségek, és folyamatépítési költségek, a különbség nagy. A triboelektrosztatikus övleválasztási folyamat teljes tőkeköltsége 63.2% a flotációs folyamat költségeiről. The significantly lower cost for the dry process results from the simpler flow sheet. A triboelektrosztatikus szalagszétválasztási folyamat üzemeltetési költségei 75.5% a flotációs folyamat főként az alacsonyabb üzemi személyzet igényei és az alacsonyabb energiafogyasztás miatt.

A triboelektrosztatikus övleválasztási folyamat teljes tulajdonlási költsége lényegesen alacsonyabb, mint a flotáció esetében. A tanulmány szerzője, Soutex Kft., arra a következtetésre jutott, hogy a triboelektrosztatikus szalagszétválasztási folyamat nyilvánvaló előnyöket kínál a CAPEX-ben, OPEX, és a működés egyszerűsége.

4. Összefoglalás

While beneficiation of phosphate ores by dry electrostatic processes has been attempted by various researchers since the 1940’s there has been very limit use of such processes on a commercial scale. The limited success has been due to a variety of factors attributable to the separator systems designs and the complexity of the ores.

Feed preparation (hőmérséklet, méretbesorolás, kondicionáló anyagok) has a major impact on performance of the separation systems. Opportunities for further work in this area, in particular the exploration of chemical conditioning agents to enhance the differential charging of particles to enable greater efficiency in subsequent separation. The use of such charge-modifying agents may result in processes that can successfully beneficiate ores with complex gangue material, including both silicates and carbonates.

While work continues to further refine these methods, fundamental limitations on the conventional electrostatic systems include capacity, the needed for multiple stages for adequate upgrading of ore, és a bírságok által okozott működési problémák. In order for viable commercial-scale applications of the demonstrated laboratory techniques, significant improvements must be made to assure reliable, continuous operation without degradation of efficiency.

The STET triboelectric separator provides the mineral processing industry a means to beneficiate fine materials with an entirely dry technology. A környezetbarát eljárás kiküszöböli a nedves feldolgozást és a végső anyag szükséges szárítását. The STET process operates at high capacity – up to 40 tonna per óra egy kompakt géppel. The STET separator can process a wide range of particle sizes efficiently without the need for classification into narrow size ranges. Because of the vigorous agitation, the high shear rate between the moving belts, and the ability to handle very fine particles (<0.001 mm) the STET separator might be effective in separating slimes from phosphate ores where other electrostatic separators have failed. Az energiafogyasztás alacsony, körülbelül 1-2 kWh/tonnes of material processed. Mivel a folyamat egyetlen potenciális kibocsátása a por, permitting is typically relatively easy.

JENEI TAMÁS. Bittner és mtsai./ Procedia Engineering 00 (2015) 000– 000

Referenciák

[1]H. B. Johnson, Processing of concentrating Phosphate Bearing Minerals, Egyesült Államok szabadalma # 2,135,716, November, 1938

[2]H. B. Johnson, Processing of concentrating Phosphate Bearing Minerals, Egyesült Államok szabadalma # 2,197,865, Április, 1940.

[3]O.C. Ralston, Elektrosztatikus vegyes szemcsés szilárd anyagok szétválasztására, Elsevier kiadó, elfogyott, 1961.

[4]J.E. Lawver, Ore Beneficiation Method Amerikai szabadalom 2723029 November 1955

[5]J.E. Lawver, Beneficiation of Non-metallic Ásványi anyagok. Amerikai szabadalom 2,754,965 Július 1956

[6]J.E. Lawver, Beneficiation of Phosphate Ores Amerikai szabadalom 3,225,923 December 1965

[7]C. C. Cook, Beneficiation Method and Apparatus Therefore, Egyesült Államok szabadalma # 2,738,067, Március, 1956

[8]J.E. Lawver, Beneficiation of Non-metallic Ásványi anyagok. Amerikai szabadalom 2,805,769 Szeptember 1957

[9]D. G. Freasby, Free-fall electrostatic separation of phosphate and calcite particles, Minerals Research Laboratory Progress Report, December, 1966

[10]J.G. Groppo, Electrostatic separation of North Carolina phosphates, North Carolina State University Minerals Research Laboratory Report

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, M.S. Huang, Dry extraction and purification of phosphate pebbles from run-of-mine rock, Egyesült Államok szabadalma # 3,806,046, Április 1974

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

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

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

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

(Western desert)". International Mineral Processing Conference.

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

[17]A.Z.M. Abouzeid, Physical and thermal treatment of phosphate ores – An overview, Nemzetközi folyóirat ásványianyag-feldolgozó, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Csiang Pneumatikus szállítás, Triboelektromos jótékonyság a floridai foszfátipar számára, Final Report prepared for the Florida Institute of Phosphate Research, FIPR Project 01-02-149R, December 2003.

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

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

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

[22]J. Bodza, E. Yan, 2003. “eForce.- Newest generation of electrostatic separator for the minerals sands industry.” Heavy Minerals Conference, Johannesburg, Dél-afrikai Bányászati és Kohászati Intézet.

[23]L. Márkák, P-M. Beier I. Stahl,Elektrosztatikus szétválasztás, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]JENEI TAMÁS. Bittner, F.J. Edit, S.A. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, Triboelectric öv elválasztót dúsítása finom ásványi anyagok, SYMPHOS 2013 – 2nd International Symposium on Innovation and Technology for the Phosphate Industry. Mérnöki Procedia, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]JENEI TAMÁS. Bittner, KEDVES. Flynn, F.J. Edit, Bővülő alkalmazások száraz triboelectric szétválasztása ásványi anyagok, Eljárás a XXVII nemzetközi dúsító kongresszus – IMPC 2014, Santiago, Chile, TOT 20 – 24, 2014.