Elektrostatik Benefisiasi fosfat bijih: Review dari karya masa lalu dan diskusi tentang sistem pemisahan improvisasi

Tersedia online di www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia rekayasa 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3Rd Simposium Internasional inovasi dan teknologi dalam industri fosfat

Benefisiasi elektrostatik dari bijih fosfat: Tinjauan pekerjaan masa lalu

dan pembahasan sistem pemisahan yang lebih baik

Jd. Bittnera, S.a. GASIOROWSKIa, F. J. Hracha, H. Guicherdb

aST Equiment dan teknologi LLC, Needham, Massachusetts, AMERIKA SERIKAT

BST peralatan & Teknologi LLC, Avignon, Prancis

Abstrak

Benefisiasi dari bijih fosfat dengan proses elektrostatik kering telah dicoba oleh berbagai peneliti sejak tahun 1940-an. Alasan yang mendasari untuk mengembangkan proses kering untuk pemulihan fosfat adalah jumlah terbatas air di beberapa daerah gersang, biaya bahan kimia pelampung, dan biaya pengolahan air limbah. Sementara proses elektrostatik mungkin tidak memberikan alternatif yang lengkap untuk flotasi, mungkin cocok sebagai suplemen untuk beberapa aliran seperti mengurangi denda/Slimes isi bijih sebelum pelampung, pengolahan tailing flotasi untuk pemulihan produk hilang, dan meminimalkan dampak lingkungan. Sementara banyak pekerjaan dilakukan dengan menggunakan rol ketegangan tinggi dan pemisah terjun bebas di timbangan laboratorium, satu-satunya bukti instalasi komersial adalah sekitar 1940 "Johnson" proses di Pierce Mine FL; Tidak ada bukti dalam literatur penggunaan komersial saat ini elektrostatik, Meskipun minat yang kuat dalam proses kering terus untuk digunakan di daerah gersang. Berbagai proyek penelitian melaporkan menekankan bahwa persiapan pakan (suhu, klasifikasi ukuran, Penyejuk agen) berdampak besar pada kinerja. Sementara beberapa pemisahan yang baik telah dicapai dengan menghilangkan silika dari fosfat, dan dengan lebih sedikit contoh kalsit dan dolomit dari fosfat, Hasilnya kurang positif ketika beberapa kotoran yang hadir. Pekerjaan penelitian terus lebih menyempurnakan metode ini, tetapi keterbatasan mendasar pada sistem elektrostatik konvensional termasuk kapasitas rendah, kebutuhan untuk beberapa tahapan untuk peningkatan yang memadai bijih, dan masalah operasional yang disebabkan oleh denda. Beberapa keterbatasan ini dapat diatasi dengan proses elektrostatik yang lebih baru termasuk pemisah sabuk triboelektrik.

© 2015 Penulis. Diterbitkan oleh Elsevier Ltd.

Peer-review di bawah tanggung jawab Komite ilmiah SYMPHOS 2015.

Kata kunci: fosfat, Elektrostatik; pemisahan; mineral; partikel halus; proses kering

*Sesuai Author: Tel: +33-4-8912-0306 E-mail Alamat: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Penulis. Diterbitkan oleh Elsevier Ltd.

Peer-review di bawah tanggung jawab Komite ilmiah SYMPHOS 2015.

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

1. Dilaporkan bekerja pada elektrostatik Benefisiasi bijih fosfat

Konsentrasi fosfat dari bijih alami telah lama dilakukan oleh berbagai metode menggunakan sejumlah besar kadang air. Namun, karena kekurangan air di berbagai endapan fosfat di seluruh dunia, serta meningkatkan biaya perijinan dan pengolahan air limbah, pembangunan yang efektif, proses ekonomi kering sangat diminati.

Metode untuk pengolahan elektrostatik kering dari bijih fosfat telah diusulkan dan ditunjukkan pada skala kecil untuk lebih dari 70 tahun. Namun, aplikasi komersial dari metode ini telah sangat terbatas. The "Johnson proses" [1] digunakan secara komersial mulai 1938 untuk jangka waktu di Amerika pertanian kimia perusahaan tanaman dekat Pierce Florida USA. Proses ini menggunakan serangkaian elektrode roller yang sangat kompleks (Gambar 1) untuk konsentrasi multi-tahap pemulihan fosfat dari deslimed washery tailing, flotasi pra-konsentrat, atau flotasi tailing. Dimulai dengan 15.4% P2O5 dan 57.3% bahan tidak larut dalam tailing halus, melalui kombinasi klasifikasi ukuran, desliming, dan pra-pengkondisian tailing kering, materi dengan 33.7% P2O5 dan hanya 6.2% tidak larut itu pulih. Dalam contoh lain, peningkatan dari limbah tailing dengan 2.91% P2O5 menghasilkan produk 26.7% P2O5 dengan 80% Pemulihan. Johnson mengamati bahwa itu perlu untuk mengobati limbah tailing dengan reagen kimia yang biasanya digunakan dalam flotasi fosfat untuk mendapatkan fosfat tinggi kelas dan pemulihan. Dia secara khusus menyebutkan efektivitas bahan bakar minyak dan asam lemak sebagai reagen.

Gambar 1, Johnson proses aparat dan lembar aliran US Patent 2,135,716 dan 2,197,865, 1940 [1][2]

Sementara instalasi komersial ini dikutip dalam literatur sebagai mulai tentang 1938, tidak jelas bagaimana secara ekstensif atau untuk berapa lama proses ini digunakan. Dalam ringkasannya tentang status pemisahan elektrostatik hingga 1961, O. C. Ralston

[3]menulis bahwa lima pemisah Johnson besar dipasang setiap pengolahan tentang 10 ton/jam dari -20 pakan mesh. Setiap pemisah adalah 10 gulungan tinggi dengan tegangan yang diterapkan dari 20 kV. Tidak ada Konsentrator fosfat komersial lainnya menggunakan elektrostatik dipasang di Florida menurut Ralston. Berdasarkan Deskripsi peralatan proses, penulis

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

telah menyimpulkan bahwa keseluruhan kapasitas proses agak rendah kaitannya dengan kapasitas proses lainnya, seperti flotasi basah. Kapasitas rendah dan biaya pengeringan bijih pakan dari pertambangan basah di Florida kemungkinan alasan untuk membatasi penerapan lebih lanjut dari proses pada tahun 1940-an dan 1950-an.

Pada tahun 1950 dan 1960-an pekerja untuk International Minerals & Kimia Corporation (Imc) memeriksa penerapan proses pemisahan elektrostatik kering untuk Benefisiasi mineral. Pemrosesan bijih fosfat Floridian adalah kepentingan khusus untuk IMC. Pekerjaan IMC dimanfaatkan desain pemisah jatuh bebas kadang dengan pengisian partikel ditingkatkan dengan melewati sebuah agitator atau impactor seperti palu atau batang pabrik. [4] Sebuah paten berikutnya [5] termasuk beberapa peningkatan pemisahan menggunakan pengisi daya dari bahan yang berbeda, Meskipun paten akhir dalam seri

[6]menyimpulkan bahwa daya kontak partikel pada suhu tinggi (>70Dalam ° f) lebih efektif daripada menggunakan sistem pengisi. Contoh hasil perwakilan yang dilaporkan dalam paten ini ditunjukkan dalam tabel 1.

Meja 1. Hasil yang dilaporkan dari International Minerals & Paten bahan kimia 1955-1965

Berbagai paten IMC meneliti pengaruh ukuran partikel, termasuk pengolahan berbagai layar pemotongan secara independen, Meskipun sedikit pekerjaan yang terlibat sangat baik (<45 µm) Partikel. Sampel pendingin bervariasi secara luas, termasuk penyesuaian suhu, pra mencuci dan pengeringan, dan metode pengeringan yang berbeda (pengeringan tidak langsung, Flash pengeringan, lampu panas dengan rentang panjang gelombang IR tertentu). Kotoran yang berbeda (yaitu. siliat versus karbonat) diperlukan penanganan yang berbeda dan metode pretreatment untuk mengoptimalkan pemisahan. Meskipun jelas dari deskripsi paten bahwa IMC berusaha untuk mengembangkan proses skala komersial, penelitian dari literatur tidak menunjukkan bahwa instalasi seperti itu pernah dibangun dan dioperasikan di situs IMC.

Pada 1960-an bekerja secara khusus pada karbonat yang mengandung bijih fosfat dari North Carolina dilakukan di North Carolina State University Minerals Research Laboratory, [9] Menggunakan skala laboratorium terjun bebas Separator dan campuran sintetis dari Ground shell karbonat dan fosfat kerikil flotasi berkonsentrasi dalam rentang ukuran yang sangat sempit (-20untuk +48 mesh), penelitian menunjukkan bahwa bahan dengan scrub asam atau asam lemak mempengaruhi muatan relatif dari fosfat baik positif atau negatif. Pemisahan yang relatif tajam Diperoleh. Namun, Bila menggunakan bijih alami yang mengandung sejumlah besar denda, hanya separasi miskin yang mungkin. Yang terbaik dilaporkan pemisahan dari residu dari pelampung upgrade dengan P awal2O5 konsentrasi 8.2% memulihkan produk 22.1% P2O5. Tidak ada tingkat pemulihan dilaporkan. Terutama, salah satu kesulitan yang dilaporkan adalah penumpukan denda pada elektroda pemisah.

Tambahan bekerja pada pemisahan elektrostatik dari North Carolina fosfat menggunakan tipe rol tegangan tinggi pemisah

[10]menyimpulkan bahwa sementara pemisahan fosfat dan kuarsa mungkin, biaya pengeringan sangat mahal. Namun, mengingat bahwa bijih fosfat dikalsinasi kering, Para peneliti menyarankan bahwa pemisahan elektrostatik dari bijih tersebut mungkin. Pemisahan fosfat dikalsinasi adalah miskin dalam pekerjaan yang dilaporkan. Pemisahan tampaknya terkait dengan ukuran partikel daripada komposisi. Perbaikan yang disarankan termasuk penggunaan sistem pemisahan elektrostatik lainnya, Reagen untuk meningkatkan karakteristik pengisian partikel dan sangat dekat ukuran layar bahan. Tidak ada bukti bahwa setiap pekerjaan tindak lanjut dilakukan pada proyek ini.

Agak lebih awal bekerja menggunakan tegangan tinggi Roller pemisah [11] berhasil menghapus senyawa aluminium dan besi dari bijih Run-of-Mine dari Florida. Bijih itu dikeringkan, Hancur, dan dengan seksama ukuran sebelum pemisahan. Yang P2O5 meningkat secara sedikit dari 30.1% untuk 30.6% tetapi penghapusan senyawa Al dan Fe memungkinkan pemulihan berikutnya yang jauh lebih baik dengan metode flotasi. Karya ini diilustrasikan penggunaan pemisah elektrostatik untuk mengatasi masalah dengan bijih tertentu yang terbatas konvensional pengolahan basah.

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Seiring dengan investigasi ke dalam pemisahan banyak bahan lain, Ciccu dan rekan kerja menguji pemisahan berbagai bijih fosfat termasuk sumber dari India, Algeria, Tunisia, dan Angola. [12] Pemisahan elektrostatik adalah kepentingan sebagai alternatif untuk flotasi dari sudut pandang ekonomi karena fakta bahwa deposito besar foshates ditemukan di daerah kering. [13] Menggunakan separator jatuh bebas skala laboratorium dengan "turbocharger", Para peneliti ini mampu memperoleh hasil pemisahan yang mirip dengan proses flotasi dari bijih dengan komposisi gangue yang relatif sederhana. Khusus, mereka menemukan bahwa fosfat dibebankan secara positif di hadapan silika, tetapi negatif di hadapan kalsit. Namun, Jika bijih mengandung sejumlah besar silika dan karbonat, pemisahan elektrostatik adalah proses yang buruk dan flotasi terbukti lebih fleksibel untuk mendapatkan pemisahan praktis. Dari studi tentang efek turbocharger pada pengisian partikel individu, peneliti ini menyimpulkan bahwa bahan gangue yang dibebankan terutama oleh partikel-partikel kontak daripada kontak dengan permukaan turbocharger. [13] [14] Pengisian juga sangat sensitif terhadap suhu material, dengan pemisahan yang baik hanya dapat diperoleh di atas 100 ° c. Selain itu, kehadiran bahan halus menyebabkan masalah dalam pemisah dan hasil yang baik tergantung pada ukuran cermat partikel dalam hingga tiga ukuran rentang sebelum pemisahan. Ringkasan hasil dari grup ini disajikan dalam tabel 2. Tidak penuh- aplikasi skala besar tampaknya telah diimplementasikan berdasarkan pekerjaan.

Meja 2. Hasil yang dilaporkan dari Ciccu, Et. Al. dari skala laboratorium jatuh pemisah bebas

Pemisahan elektrostatik dari bijih Mesir dipelajari oleh Hammoud, Al-qul. menggunakan bebas skala laboratorium pemisah jatuh. [15] Bijih yang digunakan terutama silika dan lainnya tidak larut dengan P awal2O5 konsentrasi 27.5%. Produk pulih memiliki P2O5 konsentrasi 33% dengan 71.5% Pemulihan.

Sebuah studi tambahan dari bijih Mesir dengan gangue terutama pemutusan dilakukan oleh abouzeid, Al-qul. menggunakan pemisah rol laboratorium. [16] Para peneliti secara khusus berusaha untuk mengidentifikasi teknik kering untuk berkonsentrasi dan/atau dedust bijih fosfat di Kabupaten dengan kekurangan air. Studi ini memperoleh produk dengan 30% P2O5 dari bahan pakan dengan 18.2 % P2O5 dengan pemulihan 76.3 % Setelah ukuran yang cermat dari bahan ke kisaran sempit antara 0.20 mm dan 0.09 mm.

Dalam artikel Tinjauan berikutnya meliputi berbagai proses Benefisiasi untuk pemulihan fosfat, Abouzeid melaporkan bahwa sementara teknik pemisahan elektrostatik berhasil meningkatkan bijih fosfat dengan menghilangkan silika dan karbonat, kapasitas rendah yang tersedia dibatasi penggunaannya untuk produksi komersial. [17]

Pemisahan elektrostatik dari bijih Florida dipelajari baru-baru ini oleh Stencel dan Jian menggunakan laboratorium Flow-thru gratis- jatuh pemisah. [18] Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi skema alternatif atau tambahan untuk sistem flotasi yang telah lama digunakan karena flotasi tidak dapat digunakan pada bahan kurang dari 105 µm. Bahan yang baik itu hanya diisi dipendam, mengakibatkan hilangnya hampir 30% dari fosfat yang awalnya ditambang. Mereka diuji deslimed bijih mentah, pakan flotasi denda, kasar pelampung konsentrat, dan akhir mengapung konsentrat Diperoleh dari dua pabrik pengolahan di Florida pada tingkat pakan hingga 14 kg/jam dalam pemisah skala laboratorium. Hasil pemisahan yang baik dilaporkan dengan pakan flotasi halus (+0.1 mm; ~ 12% P2O5) dari satu sumber yang ditingkatkan ke 21-23% P2O5 dalam dua lintasan dengan 81- 87% P2O5 pemulihan dengan menolak terutama silika larut. Hasil yang sama dicapai ketika tribocharging pakan menggunakan baik tabung pneumatik atau berputar tribo-charger.

Penelitian yang paling baru-baru ini dilaporkan ke dalam pemisahan elektrostatik dari bijih fosfat sistem yang terlibat dirancang untuk lebih mengoptimalkan pengisian bahan sebelum pengenalan ke dalam pemisah jatuh bebas, Tao dan Al-Hwaiti [19] diidentifikasi bahwa tidak ada penggunaan komersial elektrostatika untuk fosfat Benefisiasi karena sistem rendah

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Throughput, efisiensi rendah dan kebutuhan untuk bekerja dengan distribusi ukuran partikel sempit. Para peneliti ini secara khusus berupaya mengatasi densitas muatan partikel rendah yang terkait dengan sistem yang bergantung pada partikel ke kontak partikel atau dampaknya pada sistem pengisian daya yang sederhana. Bekerja dengan bijih Yordania terutama dengan silika gangue, bahan dihancurkan untuk -1.53 mm dan dengan seksama menolak untuk menghapus materi di bawah ini 0.045 mm. Sebuah skala laboratorium kecil pemisah jatuh bebas dilengkapi dengan charger berputar baru dirancang dirancang dengan silinder stasioner dan drum berputar, atau pengisi daya, dan ruang annulus di antara. Catu daya eksternal digunakan untuk menerapkan potensi listrik antara drum yang berputar cepat dan silinder stasioner. Setelah diisi dengan kontak dengan drum berputar, partikel masuk ke pemisah bebas jatuh konvensional. Bekerja dengan 100 ukuran batch gram dan mulai dengan pakan ditolak P2O5 isi 23.8%, Setelah dua melewati konsentrat hingga 32.11% P2O5 telah pulih, Meskipun hanya dengan pemulihan secara keseluruhan 29%.

Dalam upaya untuk ciate fosfat denda (< 0.1 mm), Di Bada. mempekerjakan pemisah jatuh bebas dengan sistem pengisian berputar sangat mirip dengan Tao.[20]. Bahan awal dari sebuah flotasi konsentrat yang mengandung denda dengan P2O5 dari 28.5%. Sebuah produk dari 34.2% P2O5 pulih tapi sekali lagi dengan tingkat pemulihan yang rendah 33.4%.

Ini "Rotary triboelectrostatic bebas-jatuh pemisah" sekali lagi diterapkan pada Benefisiasi kering foshates oleh Sobhy dan Tao. [21] Bekerja dengan yang hancur dolomitic fosfat kerikil dari Florida dengan berbagai ukuran partikel yang sangat luas (1.25 mm – <0.010 mm), konsentrat fosfat dengan 1.8% MgO dan 47% P2O5 pemulihan dihasilkan dari pakan yang dimulai dengan 23% P2O5 dan 2.3% MgO. Hasil optimal pada perangkat skala laboratorium tercapai ketika memberi makan 9 kg/jam dan – 3kV diaplikasikan pada charger Rotary. Efisiensi pemisahan dilaporkan dibatasi oleh baik pembebasan material miskin dalam partikel besar dan gangguan ukuran partikel yang berbeda dalam ruang pemisahan.

Hasil yang lebih baik tercapai ketika memproses sampel pakan flotasi dengan distribusi ukuran partikel yang lebih sempit 1 untuk 0.1 mm. Dengan P awal2O5 isi sekitar 10%, sampel produk diperoleh dengan sekitar 25% P2O5 Konten, P2O5 pemulihan 90%, dan penolakan terhadap 85% kuarsa. Efisiensi yang ditunjukkan ini dicatat sebagai jauh lebih baik daripada yang diperoleh dengan pemisah jatuh bebas dengan sistem pengisian lebih konvensional seperti yang digunakan oleh Stencel [18] menunjukkan keuntungan dari charger Rotary yang baru dirancang. Memproses konsentrat pelampung yang mengandung 31.7% P2O5 menghasilkan produk yang lebih 35% P2O5 dengan pemulihan 82%. Peningkatan ini tercatat lebih baik dari mungkin dengan pelampung.

Pemisah skala laboratorium ini dengan lebar sistem pemisahan 7.5 cm digambarkan memiliki kapasitas 25 kg/jam, setara dengan 1/3 ton/jam/meter lebar. Namun, efek yang dilaporkan dari tingkat pakan pada efisiensi pemisahan menunjukkan bahwa pemisahan yang optimal hanya Diperoleh 9 kg/jam atau sedikit di atas sepertiga kapasitas nominal sistem.

Keseluruhan, pekerjaan sebelumnya pada peningkatan elektrostatik bijih fosfat telah dibatasi oleh pengisian relatif dari gangue kompleks dan pengaruh merugikan efek ukuran partikel, secara khusus, Efek denda. Sebagian besar pekerjaan hanya melibatkan peralatan laboratorium skala tanpa validasi yang skala komersial, peralatan yang dioperasikan secara terus menerus. Selain itu, rendahnya kapasitas peralatan proses elektrostatik yang tersedia telah membuat aplikasi komersial tidak ekonomis.

2. Keterbatasan proses pemisahan elektrostatik konvensional

Tinggi ketegangan Roller elektrostatik sistem pemisahan seperti yang digunakan oleh Groppo [10] dan Kouloheris et al. [11] biasanya digunakan untuk meningkatkan berbagai bahan ketika salah satu komponen lebih konduktif daripada yang lain. Dalam proses ini, bahan harus menghubungi Beralas drum atau piring biasanya setelah bahan partikel bermuatan negatif oleh lucutan Korona ionizing. Konduktif akan kehilangan biaya mereka dengan cepat dan dibuang dari drum. Non-- bahan konduktif terus tertarik pada drum karena muatan akan menghilang lebih lambat dan akan jatuh atau disikat dari drum setelah pemisahan dari bahan melakukan.

Diagram berikut (Gambar 2) menggambarkan fitur dasar dari jenis pemisah. Proses ini

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

terbatas dalam kapasitas karena kontak yang diperlukan dari setiap partikel untuk drum atau piring. Efektivitas pemisah gulungan drum ini juga terbatas pada partikel sekitar 0.1 mm atau lebih besar karena kebutuhan untuk menghubungi pelat Beralas dan dinamika aliran partikel yang diperlukan. Partikel dari berbagai ukuran juga akan memiliki dinamika aliran berbeda karena efek inertia dan akan mengakibatkan pemisahan terdegradasi.

Gambar 2: Drum elektrostatik pemisah (Penatua dan Yan, 2003 [22]

Terbatas percobaan aplikasi untuk fosfat Benefisiasi adalah karena sifat non-konduktif dari kedua fosfat dan khas bahan gangue. Kouloheris diamati terutama beberapa penghapusan besi dan aluminium yang mengandung partikel yang, karena sifat konduktif mereka, "dilemparkan" dari roller. Kehadiran semacam ini bahan dalam bijih fosfat tidak umum. Groppo mencatat bahwa satu-satunya materi yang "disematkan" ke rol sebagai "non-konduktor" adalah denda, menunjukkan pemisahan dengan ukuran partikel daripada komposisi material. [9] Dengan pengecualian yang jarang terjadi, bijih fosfat tidak setuju untuk Benefisiasi oleh tegangan tinggi Roller pemisah.

Pemisah Roller drum juga telah digunakan dalam konfigurasi yang mengandalkan pengisian triboelektrik partikel daripada pengisian disebabkan oleh ionisasi yang disebabkan oleh Medan tegangan tinggi. Satu atau lebih elektroda diposisikan di atas drum, seperti elektroda "statis" yang diilustrasikan pada gambar 2, digunakan untuk "angkat" partikel muatan berlawanan dari permukaan drum. Sistem seperti ini digunakan oleh Abouzeid, Al-qul. [16] yang menemukan bahwa efisiensi pemisahan diubah tergantung pada polaritas dan menerapkan tegangan elektrode statis. Proses Johnson [1] digunakan variasi lain dari Drum Roller pemisah. Namun, kapasitas terbatas dan efisiensi sistem Roller tunggal mengarah ke sistem yang sangat kompleks seperti diilustrasikan dalam gambar 1. Sebagaimana dinyatakan di atas, tampaknya kompleksitas ini dan keseluruhan ketidakefisienan proses sangat terbatas aplikasinya.

Separasi triboelectrostatic tidak terbatas pada pemisahan konduktif / bahan non-konduktif tetapi tergantung pada fenomena transfer biaya dengan kontak gesekan bahan dengan kimia permukaan yang tidak sama. Fenomena ini telah digunakan dalam proses pemisahan "jatuh bebas" selama beberapa dekade. Proses seperti yang digambarkan dalam gambar 3. Komponen dalam suatu campuran partikel pertama mengembangkan biaya berbeda dengan kontak baik dengan permukaan logam, seperti dalam charger tribo, atau dengan partikel ke kontak partikel, seperti dalam perangkat makan tidur cairan. Ketika partikel jatuh melalui

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Medan listrik di zona elektroda, setiap partikel lintasan dibelokkan menuju elektrode berlawanan biaya. Setelah jarak tertentu, Pengumpulan sampah yang digunakan untuk memisahkan aliran. Instalasi khas memerlukan beberapa tahapan pemisah dengan daur ulang dari sebagian kecil menengah. Beberapa perangkat menggunakan aliran gas untuk membantu menyampaikan partikel melalui zona elektroda.

Gambar 5: "Jatuh bebas" triboelectrostatic pemisah

Daripada hanya tergantung pada partikel untuk kontak partikel untuk menginduksi transfer biaya, banyak sistem jenis ini menggunakan "charger" bagian terdiri dari bahan yang dipilih dengan atau tanpa tegangan yang diterapkan untuk meningkatkan pengisian partikel. Pada tahun 1950-an, Lawver diselidiki menggunakan berbagai perangkat termasuk Hammer Mill dan Rod Mill untuk mengisi ulang materi antara tahap pemisahan [4] serta pengisi piring sederhana dari berbagai bahan. [5] [6] Namun, Lawver menyimpulkan bahwa temperatur material menimpa kepentingan dan perpindahan muatan partikel-partikel di atas temperatur ambien memberikan hasil yang lebih baik daripada penggunaan pengisi daya. Ciccu et al. [12] menyelidiki tingkat relatif transfer biaya dan menyimpulkan bahwa bahan gangue kecil diperoleh muatan terutama melalui kontak partikel-partikel karena probabilitas rendah frekuensi dampak dengan pelat pengisi daya. Ini mengilustrasikan keterbatasan penggunaan sistem pengisi daya: Semua partikel harus menghubungi permukaan pengisi sehingga tingkat pakan harus relatif rendah. Kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan kondisi turbulen untuk menyampaikan materi atau dengan menggunakan area permukaan yang besar bergerak charger. Karya Tao baru-baru ini [19] dan Bada [20] dan Sobhy [21] menggunakan charger berputar dirancang khusus dengan tegangan yang diterapkan tetapi hanya pada skala yang sangat kecil pemisah laboratorium. Sementara ini desain charger ditingkatkan telah terbukti lebih unggul dari sistem yang lebih tua, menunjukkan kapasitas pemrosesan sistem ini masih cukup rendah. [21]

Jenis pemisah jatuh bebas juga memiliki keterbatasan ukuran partikel material yang dapat diproses. Aliran dalam zona elektroda harus dikendalikan untuk meminimalkan gejolak untuk menghindari "mengolesi" pemisahan. Lintasan partikel halus yang lebih dipengaruhi oleh turbulensi karena aerodinamis tarik kekuatan di partikel halus jauh lebih besar daripada pasukan gravitasi dan elektrostatik. Masalah ini dapat diatasi dengan gelar jika material dengan kisaran ukuran partikel yang relatif sempit diproses. Sebagian besar penelitian yang dibahas di atas termasuk bahan pre-screening ke dalam rentang ukuran yang berbeda untuk mengoptimalkan pemisahan. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] The

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

perbedaan 8 untuk 20 kV. Sabuk, yang terbuat dari plastik non-melakukan, adalah mesh besar dengan tentang 60% membuka area. Partikel dapat dengan mudah melewati lubang di sabuk. Setelah masuk ke dalam kesenjangan antara elektroda partikel bermuatan negatif tertarik oleh pasukan medan listrik ke bawah elektroda positif. Partikel bermuatan positif tertarik pada elektrode atas bermuatan negatif. Kecepatan sabuk loop kontinu adalah variabel dari 4 ke 20m/s. Geometri dari untaian lintas arah berfungsi untuk menyapu partikel dari elektroda yang menggerakkan mereka menuju ujung pemisah yang tepat dan kembali ke zona geser yang tinggi antara bagian sabuk yang bergerak secara malah. Karena kepadatan jumlah partikel begitu tinggi dalam kesenjangan antara elektroda (sekitar satu- ketiga volume ditempati oleh partikel) dan aliran keras gelisah, ada banyak tabrakan antara partikel dan optimal pengisian terjadi terus menerus sepanjang zona pemisahan. Aliran arus berlawanan disebabkan oleh bagian sabuk malah bergerak dan terus-menerus pengisian ulang dan ulang pemisahan menciptakan kontra arus pemisahan multistage dalam peralatan tunggal. Ini pengisian terus menerus dan pengisian ulang partikel dalam pemisah menghilangkan setiap diperlukan "charger" sistem sebelum memperkenalkan bahan ke pemisah, sehingga menghilangkan batasan yang serius pada kapasitas pemisah elektrostatik lainnya. Output dari pemisah ini adalah dua aliran, berkonsentrasi dan residu, tanpa aliran middlings. Efisiensi pemisah ini telah ditunjukkan untuk menjadi setara dengan kira-kira tiga tahap pemisahan terjun bebas dengan daur ulang middlings.

Mineral A end

Gambar 7: Dasar STET sabuk Separator

Pemisahan partikel yang sangat efisien kurang dari 0.5 mm membuat ini pilihan yang ideal dan terbukti untuk pemisahan denda (Debu) dari operasi penggilingan kering Potash. Pemisah STET dapat memproses berbagai ukuran partikel secara efisien tanpa perlu klasifikasi ke dalam rentang ukuran yang sempit. Karena agitasi yang kuat, tingkat geser yang tinggi antara sabuk bergerak, dan kemampuan untuk menangani partikel yang sangat halus (<0.001 mm) pemisah ST mungkin efektif dalam memisahkan Slimes bijih fosfat di mana pemisah elektrostatik lainnya telah gagal.

3.1 Modal dan biaya operasional

Komparatif biaya studi ditugaskan oleh STET dan dilakukan oleh Soutex Inc. [25] Soutex adalah Quebec Kanada berbasis perusahaan teknik dengan pengalaman yang luas dalam flotasi basah dan pemisahan elektrostatik proses evaluasi dan desain. Studi ini membandingkan modal dan biaya operasi dari proses pemisahan sabuk triboelectrostatic dengan flotasi buih konvensional untuk Benefisiasi bijih barit kelas rendah. Biaya-biaya operasional diperkirakan termasuk operasi tenaga kerja, pemeliharaan, energi (listrik dan bahan bakar), dan perlengkapan (misalnya, reagen kimia biaya untuk flotasi). Biaya input berdasarkan nilai-nilai yang khas untuk sebuah pabrik hipotetis yang terletak di dekat Battle Mountain, Nevada Amerika Serikat. Biaya total kepemilikan lebih dari sepuluh tahun dihitung dari biaya modal dan operasional dengan mengasumsikan

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

8% diskon TARIF. Hasil dari perbandingan harga akan hadir sebagai persentase relatif dalam tabel 3. Meja 3. Perbandingan biaya untuk pengolahan barit

Total biaya pembelian peralatan modal untuk proses pemisahan sabuk triboelectrostatic adalah sedikit kurang dari untuk pelampung. Namun ketika pengeluaran modal total dihitung termasuk instalasi peralatan, biaya pipanisasi dan listrik, dan proses biaya bangunan, Perbedaannya besar. Total biaya untuk proses pemisahan sabuk triboelektrostatik adalah 63.2% biaya proses flotasi. Biaya yang jauh lebih rendah untuk proses kering hasil dari lembar aliran sederhana. Biaya pengoperasian untuk proses pemisahan sabuk triboelektrostatik 75.5% proses flotasi terutama persyaratan staf operasi lebih rendah dan konsumsi energi yang lebih rendah.

Total biaya kepemilikan dari proses pemisahan sabuk triboelectrostatic secara signifikan kurang dari flotasi. Penulis studi, Soutex Inc, menyimpulkan bahwa proses pemisahan sabuk triboelectrostatic menawarkan keuntungan yang jelas di CAPEX, OPEX, dan kesederhanaan operasional.

4. Ringkasan

Sementara Benefisiasi bijih fosfat dengan proses elektrostatik kering telah dicoba oleh berbagai peneliti sejak tahun 1940-an telah ada sangat membatasi penggunaan proses tersebut pada skala komersial. Keberhasilan yang terbatas telah karena berbagai faktor yang disebabkan oleh sistem pemisah desain dan kompleksitas dari bijih.

Persiapan pakan (suhu, klasifikasi ukuran, Penyejuk agen) berdampak besar pada kinerja sistem pemisahan. Kesempatan untuk bekerja lebih lanjut di daerah ini, khususnya eksplorasi agen pengkondisian kimia untuk meningkatkan diferensial pengisian partikel untuk memungkinkan efisiensi yang lebih besar dalam pemisahan berikutnya. Penggunaan agen modifikasi biaya tersebut dapat mengakibatkan proses yang berhasil ciate bijih dengan bahan gangue yang kompleks, termasuk silat dan karbonat.

Sementara pekerjaan terus lebih menyempurnakan metode ini, keterbatasan mendasar pada sistem elektrostatik konvensional meliputi kapasitas, yang diperlukan untuk beberapa tahapan untuk upgrade yang memadai bijih, dan masalah operasional yang disebabkan oleh denda. Dalam rangka untuk aplikasi skala komersial yang layak dari teknik laboratorium yang ditunjukkan, perbaikan yang signifikan harus dilakukan untuk menjamin, operasi terus-menerus tanpa degradasi efisiensi.

Pemisah stet tribokelistrikan menyediakan industri pengolahan mineral sarana untuk ciate bahan halus dengan teknologi sepenuhnya kering. Proses ramah lingkungan dapat menghilangkan pengolahan basah dan pengeringan diperlukan bahan akhir. Proses STET beroperasi pada kapasitas tinggi-hingga 40 ton per jam dengan mesin yang kompak. Pemisah STET dapat memproses berbagai ukuran partikel secara efisien tanpa perlu klasifikasi ke dalam rentang ukuran yang sempit. Karena agitasi yang kuat, tingkat geser yang tinggi antara sabuk bergerak, dan kemampuan untuk menangani partikel yang sangat halus (<0.001 mm) pemisah STET mungkin efektif dalam memisahkan Slimes dari bijih fosfat mana pemisah elektrostatik lainnya telah gagal. Konsumsi energi rendah, sekitar 1-2 kWh/ton bahan olahan. Karena hanya potensi emisi proses debu, memungkinkan biasanya relatif mudah.

Jd. Bittner et al./Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Referensi

[1]H. B. Johnson, Pengolahan konsentrat mineral Bearing fosfat, Amerika Serikat Paten # 2,135,716, November, 1938

[2]H. B. Johnson, Pengolahan konsentrat mineral Bearing fosfat, Amerika Serikat Paten # 2,197,865, April, 1940.

[3]Oc. Ralston, Pemisahan elektrostatik padatan butiran campuran, Perusahaan penerbitan Elsevier, keluar dari cetak, 1961.

[4]J.e. Lawver, Bijih Benefisiasi metode US Patent 2723029 November 1955

[5]J.e. Lawver, Benefisiasi Non-logam mineral. US Patent 2,754,965 Juli 1956

[6]J.e. Lawver, Benefisiasi bijih fosfat US Patent 3,225,923 Desember 1965

[7]C. C. Memasak, Metode dan peralatan Benefisiasi oleh karena itu, Amerika Serikat Paten # 2,738,067, Maret, 1956

[8]J.e. Lawver, Benefisiasi Non-logam mineral. US Patent 2,805,769 September 1957

[9]D. G. Freasby yang, Bebas jatuh pemisahan elektrostatik dari partikel fosfat dan kalsit, Laporan kemajuan laboratorium penelitian mineral, Desember, 1966

[10]J.g. Groppo, Pemisahan elektrostatik dari North Carolina fosfat, Laporan penelitian mineral Universitas negeri Carolina Utara

# 80-22-P, 1980

[11]A.p. Kouloheris, M. Saputra. Huang, Ekstraksi kering dan pemurnian kerikil fosfat dari batu Run-of-Mine, Amerika Serikat Paten # 3,806,046, April 1974

[12]R. Ciccu, C. Delfa, G. B. Dari Amerika, P. Carbini, L. Curelli, P. Saba1972 Beberapa tes dari pemisahan elektrostatik yang diterapkan pada fosfat dengan gangue karbonat ', Kongres pengolahan mineral internasional, Universitas Cagliari, Italia

[13]R. Ciccu, M. Desa di ghiani, Benefisiasi dari bijih fosfat sedimen yang ramping dengan flotasi selektif atau pemisahan elektrostatik, Proses, FIPR konferensi 1993, 135-146.

[14]R. Ciccu, M. Desa di ghiani, G. Ferrara Selektif tribocharging partikel untuk pemisahan, KONA Powder dan jurnal partikel 1993, 11, 5-15.

[15]N. S. Hammoud, A. E. Khazlagi, M.M. Ali, 1977 Sebuah proses untuk meng-upgrade ramping fosfat non-teroksidasi kompleks abu Tartur Plateau

(Gurun Barat)". Konferensi pengolahan mineral internasional.

[16]A. Z. M. Republik Ceko, A. E. Khazlagi, S.a. Hassan, Peningkatan bijih fosfat dengan pemisahan elektrostatik, Mengubah cakupan pemrosesan mineral, 1996, 161-170.

[17]A. Z. M. Republik Ceko, Pengobatan fisik dan termal dari bijih fosfat – Ikhtisar, International Journal of pengolahan Mineral, 2008, 85, 59-84.

[18]J. M. Stencel, X. Jiang Transportasi pneumatik, Tribokelistrikan Benefisiasi untuk industri fosfat Florida, Laporan akhir disiapkan untuk Institut Penelitian fosfat Florida, Proyek FIPR 01-02-149R, Desember 2003.

[19]D. Tao, M. Al-Hwaiti, Benefisiasi studi tentang Eshidiya phosphorites menggunakan Rotary triboelectrostatic Separator, Ilmu dan teknologi pertambangan 20 (2010) PP. 357-364.

[20]S. O. Bada, I. M. Falcon, oleh R. M. S. Falcon, C. P, Bergmann, Studi kelayakan pada konsentrasi triboelektrostatik <105μm bijih fosfat. Jurnal dari Institut pertambangan Afrika Selatan dan metalurgi, Mungkin 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. Tao, Teknologi RTS yang inovatif untuk Benefisiasi kering fosfat, SYMPHOS 2013 – 2Nd Simposium Internasional inovasi dan teknologi untuk industri fosfat. Procedia rekayasa, Vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. Penatua, E. Yan, 2003. "eForce.- Generasi terbaru dari pemisah elektrostatik untuk industri pasir mineral. " Konferensi mineral berat, Johannesburg, Afrika Selatan Institute of Mining and Metallurgy.

[23]L. Merek, DARI P-M. Beier saya. Stahl,Elektrostatik pemisahan, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]Jd. Bittner, F. J. Hrach, S.a. GASIOROWSKI, La. Canellopoulus, H. Guicherd, Tribokelistrikan sabuk pemisah untuk Benefisiasi baik mineral, SYMPHOS 2013 – 2Nd Simposium Internasional inovasi dan teknologi untuk industri fosfat. Procedia rekayasa, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]Jd. Bittner, K. P. Flynn, F. J. Hrach, Memperluas aplikasi di kering tribokelistrikan pemisahan mineral, Prosiding Kongres Internasional pengolahan Mineral XXVII-IMPC 2014, Santiago, Cile, Oktober 20 – 24, 2014.