リン酸塩鉱石の静電選鉱: 過去の作品と即興の分離システムの議論の検討

静電プロセス可能性があります浮選に完全な代替手段を提供していません, 浮選前に鉄鉱石の罰金/スライム内容の削減などいくつかのストリームのための補足として適していることがあります。, 失われた製品の回復のための浮選残滓の処理, 最小限に抑え環境に影響を与える..

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リン酸塩鉱石の静電選鉱: 過去の作品と即興の分離システムの議論の検討

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3リン酸産業におけるイノベーションと技術に関する国際シンポジウム

リン酸オレの静電性受入: 過去の作品のレビュー

改善された分離システムの議論

ジョージケネディ. ・ ビットナー, S.A.ガシオロフスキ, F.J.ハラック, H. Guicherdb*

ST等価技術LLC, ニーダム, マサチューセッツ州, アメリカ

BST 装置 & 技術 LLC, アヴィニョン, フランス

抽象的な

乾燥静電プロセスによるリン酸オアの受け入れは、1940年代から様々な研究者によって試みられてきた. リン酸回収のための乾燥プロセスを開発する根本的な理由は、いくつかの乾燥した地域の水の限られた量です, 浮他化学コスト, 排水処理コスト. 静電プロセス可能性があります浮選に完全な代替手段を提供していません, 浮選前に鉄鉱石の罰金/スライム内容の削減などいくつかのストリームのための補足として適していることがあります。, 失われた製品の回復のための浮選残滓の処理, 環境への影響を最小限に抑える. 実験室のスケールで高張力のローラーおよび自由落下の分離器の両方を使用して多くの仕事がなされた間, 商業インストールの唯一の証拠は、サーカです 1940 ピアース鉱山FLでの「ジョンソン」プロセス; 静電の現在の商業的使用の文献には証拠がない, 乾燥した地域での使用のために乾燥プロセスへの強い関心が続いているが. 報告された様々な研究プロジェクトは、飼料の準備を強調する (温度, サイズ分類, コンディショニングエージェント) 業績に大きな影響を与える. いくつかの良好な分離は、リン酸塩からシリカを除去することによって達成されていますが、, リン酸塩からのカルサイトとドロマイトの例が少ない, 複数の不純物が存在する場合、結果は肯定的ではない. 研究は、これらの方法をさらに洗練し続けています, しかし、従来の静電システムの基本的な制限には、低容量が含まれます, 鉱石の適切なアップグレードのための複数の段階の必要性, 罰金によって引き起こされる運用上の問題. これらの制限のいくつかは、三重電ベルトセパレータを含む新しい静電プロセスによって克服することができる.

© 2015 著者. エルゼビア社発行.

SYMPHOS科学委員会の責任の下でピアレビュー 2015.

キーワード: リン酸, 静電; 分離; 鉱物; 微粒子; 乾燥プロセス

*対応する作成者: Tel: +33-4-8912-0306 電子メール アドレス: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 著者. エルゼビア社発行.

SYMPHOS科学委員会の責任でピアレビュー 2015.

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1. リン酸果石の静電性受入に関する報告された研究

天然オレスからのリン酸濃度は、時にはかなりの量の水を使用して、様々な方法によって長い間行われてきた. しかし, 世界中の様々なリン酸堆積物の水不足のために, 許可および排水処理のコストを増加させるだけでなく、, 効果的な開発, 経済的乾燥プロセスは非常に望ましい.

リン酸オ米の乾燥静電処理の方法が提案され、超小型で実証されている 70 年. しかし, これらの方法の商用アプリケーションは非常に限られている. 「ジョンソンプロセス」 [1] で始まる商業的に使用された 1938 ピアースフロリダ州アメリカ近郊のアメリカ農薬会社工場で一定期間. このプロセスは、ローラー電極の非常に複雑なシリーズを使用しました (図 1) 脱脂ワサリーテーリングからのリン酸回収の多段階濃度のために, 浮力プレ濃縮物, または浮入テーリング. から始まる 15.4% P2O5 と 57.3% 細かい尾翼の不溶性材料, サイズ分類の組み合わせを通じて, デスリミング, 乾燥した尾翼のプレコンディショニング, と材料 33.7% P2O5 そして唯一 6.2% 不溶性が回復した. 別の例では, 浮揚テーリングのアップグレード 2.91% P2O5 の製品の結果 26.7% P2O5 と 80% 回復. ジョンソンは、高リン酸グレードと回収を得るためにリン酸浮揚に通常使用される化学試薬でワシェリテーリングを治療する必要があることを観察しました. 彼は特に試薬として燃料油と脂肪酸の有効性について言及しています.

図 1, ジョンソンプロセス装置およびフローシート米国特許 2,135,716 と 2,197,865, 1940 [1][2]

この商業インストールは、約として、文献に引用されていますが 1938, このプロセスがどの程度広範囲に、またはどのくらいの期間使用されたかは明らかではない. 静電分離の状態の彼の要約で 1961, O. C. ラルストン

[3]5つの大きなジョンソンのセパレータが各処理に取り付けられていると書いています 10 トン/時間の -20 メッシュフィード. 各区切り記号は、 10 の印加電圧で高いロール 20 kV. ラルストンによると、静電を使用した他の商業規模のリン酸コンセントレータはフロリダに設置されませんでした. プロセス機器の説明に基づく, 著者

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プロセスの全体的な容量は、他のプロセスの容量に関連してかなり低いと結論付けました, 濡れた浮蒸しなど. フロリダ州の湿った鉱業から飼料鉱石を乾燥させる低容量とコストは、1940年代と1950年代のプロセスのさらなる適用を制限する理由である可能性が高い.

1950年代と1960年代の国際鉱物労働者 & ケミカルズ株式会社 (Imc) 鉱物の受け入れのための乾燥した静電分離プロセスの適用を検討した. フロリディアンリン酸鉱石加工はIMCに特に関心があった. IMCの仕事は、ハンマーやロッドミルなどの攪拌機やインサークタを通過させることによって粒子充電を強化して、時には自由落下セパレータ設計を利用しました. [4] その後の特許 [5] 異なる材料の充電器を使用して分離のいくつかの強化が含まれて, シリーズの最終特許を

[6]結論を出した 高い温度での粒子接触充電 (>70°F) 充電器システムを使用するよりも効果的でした. これらの特許で報告された結果の代表例は、表に示されている 1.

テーブル 1. 国際鉱物からの報告結果 & 化学物質の特許 1955-1965

フィード % P2O5

製品 % P2O5

% 回復

参照

14.4

33.6

与えられていない

ローバー 1955 [4]

29.7

35

56

調理 1955 [7]

29.1

33

96

ローバー 1957 [8]

28.4

34.4

92.6

ローバー 1956 [5]

様々なIMC特許は、粒子サイズの影響を調べました, 独立して様々なスクリーンカットの処理を含む, ほとんど仕事は非常に細かいが関わっているが (<45 μ m) 粒子. サンプルコンディショニングは広範囲に変化, 温度調整を含む, 洗浄前および乾燥, そして異なる乾燥方法 (間接乾燥, フラッシュ乾燥, 特定のIR波長範囲を持つヒートランプ). 異なる不純物 (すなわち. ケイ酸塩対炭酸塩) 分離を最適化するために異なる取り扱いと前処理方法が必要. 特許の記述から、IMCが商業規模のプロセスを開発しようとしていたことは明らかです。, 文献の検査は、そのようなインストールがこれまでに任意のIMCサイトで構築され、運営されたことを示すものではありません.

1960年代、ノースカロライナ州のリン酸鉱石を含む炭酸塩に関する研究は、ノースカロライナ州立大学鉱物研究所で行われました。, [9] 実験室スケールフリーフォールセパレータと非常に狭いサイズの範囲での地殻炭酸塩とリン酸小石浮揚濃縮物の合成混合物を使用して (-20宛先 +48 メッシュ), 研究は、プレコンディショニングを示した 酸スクラブまたは脂肪酸を含む材料は、正または陰性としてリン酸塩の相対的な電荷に影響を与えた. 比較的鋭い分離が得られた. しかし, かなりの量の罰金を含む天然の鉄鉱石を使用する場合, 貧しい分離だけが可能だった. 初期Pでの浮揚アップグレードからの残留物からの最良の報告された分離2O5 濃度の 8.2% の製品を回収 22.1% P2O5. 回復レベルは報告されていません. 特に, 報告された困難の1つは、セパレータ電極の罰金の蓄積でした.

ハイテンションローラー式セパレータを用いたノースカロライナリン酸塩の静電分離に関する追加作業

[10]リン酸塩と石英の分離は可能であると結論付けた, 乾燥コストは非常に高かった. しかし, 焼成リン酸鉱石が乾燥していることを考えると, 研究者は、そのような鉄鉱石の静電気分離が可能である可能性を示唆した. 報告された作業では、焼成リン酸塩の分離が悪かった. 分離は組成ではなく粒子サイズに関連しているように見えた. 推奨される改善点としては、他の静電気分離システムの使用が含まれていました。, 粒子の帯電特性を高め、材料の非常に近い画面サイジングを強化する試薬. 何の証拠も存在しない このプロジェクトでフォローアップ作業が行われました.

ハイテンションローラーセパレータを使用したやや早い作業 [11] フロリダ州からアルミニウムと鉄の化合物を鉱山の鉱山から正常に除去. 鉱石を乾燥させた, 粉砕, 分離前に慎重にサイズ変更. P2O5 濃度はわずかに増加した 30.1% 宛先 30.6% しかし、AlおよびFe化合物の除去は、浮取方法によってはるかに良い後続の回復を可能にした. この研究は、従来の湿った処理を制限した特定の鉱石の問題に対処するために静電分離器を使用することを示した.

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他の多くの材料の分離に関する調査と共に, Ciccuと同僚は、インドからの供給源を含む様々なリン酸オアの分離をテストした, アルジェリア, チュニジア, とアンゴラ. [12] 静電分離は、乾燥した地域に大量のリン酸塩の堆積物が見られるという事実のために、経済的観点からの浮入の代替として関心があった. [13] 「ターボチャージャー」を備えた実験室規模のフリーフォールセパレータの使用, これらの研究者は、比較的単純なガンゲ組成物を持つオレスから浮入プロセスに類似した分離結果を得ることができた. 具体的には, 彼らは、リン酸塩がシリカの存在下で陽性に帯電することを発見した, しかし、カルサイトの存在下で否定的. しかし, 鉱石にシリカと炭酸塩の両方のかなりの量が含まれていた場合, 静電分離は不十分であり、浮入プロセスは実用的な分離を得るためにより柔軟であることが証明された. 個々の粒子の充電に対するターボチャージャーの影響に関する研究から, これらの研究者は、ガンゲ材料は、主にターボチャージャー表面と接触するのではなく、粒子粒子接触によって帯電すると結論付けた. [13] [14] 充電も材料温度に非常に敏感でした, 良好な分離のみ100°C以上で得られる. かつ, 細かい材料の存在は、セパレータで問題を引き起こし、良好な結果は、分離前に最大3つのサイズ範囲の粒子の慎重なサイズに依存します. このグループの結果の概要は、表に示されています 2. 完全な値ではありません- スケール アプリケーションは、この作業に基づいて実装されているように見えます.

テーブル 2. チッカからの報告結果, Et. アル. 実験室規模の自由な落下の分離器から

ORE ソースとタイプ

フィード %

製品 %

% 回復

参照

P2O5

P2O5

アルジェリア, リン酸塩/炭酸塩

24.1

32.9

80

チッチ, 1972 [12]

インド, リン酸/炭酸塩

18.2

29

52.6

チッチ, 1993 [13]

石英を含む複雑なガング

アンゴラ, リン酸塩/石英

23.1

32.3

84.4

チッチ, 1993 [13]

アルジェリア, リン酸塩/炭酸塩

25.1

29.5

86.1

チッチ, 1993 [14]

エジプトの鉄鉱石の静電分離はハンムードによって研究された, ら. 実験室規模の自由落下セパレータを使用して. [15] 主にシリカを含み、初期Pと不溶性の他の不溶性を含む用いるオレ2O5 濃度の 27.5%. 回収された製品はPを持っていた2O5 濃度の 33% と 71.5% 回復.

主にシリセウス性ガングを持つエジプトの鉄鉱石の追加研究は、アブゼイドによって行われました, ら. 実験室用ローラーセパレータを使用して. [16] 研究者たちは特に、水不足の地区にリン酸鉱石を濃縮および/またはデダストするための乾燥した技術を特定しようとしました. この研究は、製品を得た 30% P2O5 フィード素材から 18.2 % P2O5 の回復と 76.3 % 間の狭い範囲に材料の慎重なサイジングの後 0.20 mm と 0.09 mm.

リン酸回収のための全種の受入プロセスをカバーするその後のレビュー記事で, Abouzeidは、静電分離技術がシリカと炭酸塩を除去することによってリン酸鉱石のアップグレードに成功したと報告しました, 利用可能なセパレータの低容量は、商業生産のための使用を制限. [17]

フロリダオ石の静電分離は、実験室の流れ自由を使用してステンセルとジャンによって最近研究されました- フォールセパレータ. [18] 浮他は以下の材料で使用できなかったので、目的は、長時間使用された浮入システムに対する代替または補足的な処理スキームを特定することにあった。 105 μ m. この微細な材料は単に埋め立てられていた, その結果、ほぼ損失が生じる 30% もともと採掘されたリン酸塩の. 彼らは、脱細化された生鉱石をテストした, 微細な浮入飼料, 粗い浮力濃縮物, そして最終的な浮入は、フロリダの2つの加工工場から得られた最終的な浮力濃縮物を、最大の供給速度で得た 14 ラボスケールのセパレータのkg/時間. 良好な分離結果は、微細な浮取りフィードで報告されました (+0.1 mm; ~12% P2O5) にアップグレードされた 1 つのソースから 21-23% P2O5 と2つのパスで 81- 87% P2O5 主に不溶性シリカを拒絶することによって回復する. 同様の結果は、空気圧搬送チューブまたは回転トリボチャージャーを使用してフィードをトリボチャーする場合にも達成された。.

リン酸鉱石の静電分離に関する最新の報告された研究は、自由落下セパレータに導入する前に材料の充電をより良く最適化するように設計されたシステムを含む, タオとアル・フウェーティ [19] システムが低いためリン酸の慈悲のための静電気の商業的使用がないことを確認した

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スループット, 低効率と狭い粒度分布で動作する必要性. これらの研究者は、粒子と粒子接触または単純な充電システムへの影響に依存するシステムに関連する低粒子電荷密度を克服することを特に求めた. 主にシリカガングを使用したヨルダンの鉄鉱石の操作, 材料は破砕された -1.53 mm と慎重に以下の材料を削除することを拒否しました。 0.045 mm. 小さい実験室のスケール自由落下の分離器は静止シリンダーおよび回転ドラムと設計されている新しく設計された回転充電器と合う, または充電器, そして間の環状のスペース. 高速回転ドラムと固定シリンダーの間に電位を印加するために外部電源を使用した. 回転ドラムとの接触で充電した後, 粒子は、従来の自由落下分離器に通過する. での作業 100 グラムバッチサイズと拒否されたフィードPで始まる2O5 の内容 23.8%, 2つのパスの後に最大で濃縮物 32.11% P2O5 回復されました, の全体的な回復とのみ 29%.

リン酸の罰金を受け入れようと (< 0.1 mm), バダら. タオのそれと非常によく似た回転充電システムと自由落下のセパレータを採用しました。[20]. 出発物質は、Pを有する罰金を含む浮遊濃縮物からであった2O5 の 28.5%. の製品 34.2% P2O5 回復したが、再び低い回復率で 33.4%.

この「回転式三保電自由落下分離器」は、ソビーとタオによるリン酸塩の乾燥した受入に再び適用された. [21] 非常に広い粒度の範囲を持つフロリダからの砕いたドロミチ酸リン酸小石で働く (1.25 mm – <0.010 mm), リン酸濃縮物 1.8% MgO と 47% P2O5 回復は、およそで始まるフィードから生成されました 23% P2O5 と 2.3% MgO. ラボスケールデバイスの最適な結果は、給餌時に達成されました 9 kg/hrおよび–3kVは回転式充電器に適用される. 分離効率は、大粒子中の物質の不十分な解放と分離チャンバー内の異なる粒子サイズの干渉の両方によって制限されると報告された.

より狭い粒度分布を持つ浮遊供給サンプルを処理する際に、より良い結果が得られた。 1 宛先 0.1 mm. 初期の P を使用する場合2O5 内容は概 10%, 製品サンプルは、およそで得られました 25% P2O5 コンテンツ, P2O5 の回復 90%, の拒絶 85% クォーツの. これは、ステンセルが使用する従来の充電システムを備えた自由落下セパレータで得られたものよりもはるかに優れた効率を示した。 [18] 新しく設計された回転式充電器の利点を示す. 含む浮遊濃縮物の処理 31.7% P2O5 より大きな製品が生じる 35% P2O5 の回復と 82%. このアップグレードは、浮揚によって可能な限り優れていると指摘されました.

この実験室のスケールの分離システムの幅が 7.5 cmは容量を有すると説明された 25 kg/時間, と同等 1/3 幅のトン/時/メートル. しかし, 分離効率に対する送り速度の報告された影響は、最適な分離が得られただけであることを示した 9 システムの公称容量の3分の1以上のkg/hr.

全体, リン酸鉱石の静電アップグレードに関する以前の研究は、複雑なガングの相対的な充電と粒子サイズ効果の有害な影響によって制限されていました, 特に, 罰金の効果. 作業の大半は、商業規模の検証なしで実験室規模の機器のみを含んでいました, 連続操作機器を使用することができます. かつ, 利用可能な静電プロセス装置の低容量は、商用アプリケーションを不経済にしました.

2. 従来の静電気分離プロセスの限界

Groppoで使用される高張力ローラー静電気分離システム [10] そしてクーロヘリスら. [11] 1つのコンポーネントが他のコンポーネントよりも導電性がある場合、さまざまな材料をアップグレードするために一般的に使用されます. これらのプロセスで, 材料後連絡ください接地ドラムまたはプレート通常粒子は負荷電電離のコロナ放電による材料. 導電性材料はすぐに、その電荷を失うし、ドラムからスローされます。. 非- 電荷はよりゆっくりと消散し、伝導材料から分離した後にドラムから落ちるか、またはブラシをかけられるので、導電性材料はドラムに引き付けられ続ける.

次の図 (図 2) この種類のセパレーターの基本的な機能を示しています。. これらのプロセスは、

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ドラムまたはプレートへのすべての粒子の接触に必要な接触のために容量が制限される. これらのドラムロールセパレータの有効性は、接地されたプレートと必要な粒子流動態の両方に接触する必要性のために、約0.1mm以上のサイズの粒子に限定されています。. 異なるサイズの粒子の慣性効果による異なる流動ダイナミクスがあり、縮退分離になります.

図 2: ドラム型静電選別装置 (エルダーとヤン, 2003 [22]

リン酸ベネフィケーションへの限定的な適用は、リン酸塩と典型的なガング材料の両方の非導電性の性質によるものである. コウロヘリスは、主に鉄とアルミニウム含有粒子の除去を観察した, その導電性のために, ローラーから「投げられる」. リン酸鉱石中のこの種の物質の存在は一般的ではない. Groppoは、「非導体」としてローラーに「ピン留め」された唯一の材料は罰金であると指摘しました, 物質組成ではなく、粒径による分離を示す. [9] まれな例外が発生する可能性がある場合, リン酸鉱石は、ハイテンションローラーセパレータによる受入を受け入れに適さない.

ドラムローラセパレータは、高張力場によって誘導されるイオン化によって誘導される充電ではなく、粒子のトライボ電帯に依存する構成にも利用されてきた. ドラムの上に配置された1つ以上の電極, 図に示す「静的」電極など 2, ドラム表面から逆の電荷の粒子を「持ち上げる」に利用される. このようなシステムは、アブゼイドによって使用されました, ら. [16] 極性に応じて分離効率が変化し、静的電極の電圧を印加した. ジョンソン・プロセス [1] ドラムローラーセパレータの別のバリエーションを使用. しかし, 単一ローラーシステムの限られた容量および効率は図のような非常に複雑なシステムに導く 1. 上記のよう, この複雑さとプロセスの全体的な非効率性は、そのアプリケーションを著しく制限しているようです.

Triboelectrostatic 版は導電性の分離に限定されません。 / 非導電性材料が、異なる表面化学と材料の摩擦接触による電荷移動の現象に依存する. この現象は、何十年も「フリー フォール」分離プロセスで使用されています. このようなプロセスを図で説明します。 3. 粒子の混合物のコンポーネント最初開発別の料金の接触によって金属表面のいずれか, トリボチャージャーのように, または粒子から粒子接触まで, 流動化されたベッド給餌装置のように. 粒子が通って落ちる

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電極ゾーンの電界, 各粒子の軌道は、電荷が逆の電極に向かって偏向します。. ある特定の間隔の後, ストリームを分離する収集容器を採用します。. 典型的なインストール並分数のリサイクルと複数の区切り段階が必要. 一部のデバイスは、電極ゾーンによる粒子の搬送を支援するためにガスの着実なストリームを使用します。.

図 5: 「フリー フォール」triboelectrostatic の区切り記号

電荷移動を誘導する粒子接触に単に依存するのではなく, このタイプの多くのシステムは、粒子の充電を強化するために、電圧を加えたものまたは印加せずに選択された材料で構成される「充電器」セクションを使用する. 1950年代, ローバーは、分離段階間の材料を充電するためにハンマーミルとロッドミルを含む様々なデバイスを使用して調査しました [4] 様々な材料のシンプルなプレートチャージャーと同様に. [5] [6] しかし, ローバーは、材料温度が周囲温度を上回る重要性と粒子粒子電荷移動が上書きされ、充電器の使用よりも良い結果を提供すると結論付けました. チッカら. [12] 電荷移動の相対的な程度を調査し、マイナーガング材料は、主に充電器プレートとの衝撃周波数の低い確率のために粒子と粒子接触を介して電荷を取得したと結論付けました. これは、充電器システムの使用の制限を示しています: すべての粒子は充電器表面に接触しなければならないので、送り速度は比較的低くなければならない. 材料を搬送するための乱流条件を使用するか、大きな表面積移動充電器を使用することにより、接触を改善することができます. タオの最近の作品 [19] とバダ [20] そしてソビー [21] 電圧を印加した特別に設計された回転充電器を使用するが、非常に小規模な実験室用の分離器にのみ. この改良された充電器の設計は、古いシステムよりも優れている示されていますが, これらのシステムの実証された処理能力はまだかなり低い. [21]

この種類の自由落下セパレーターも処理することができます材料の粒径に制限があります。. 「スミア」政教分離を避けるために乱流を最小限に抑えるため電極ゾーン内のフローを制御する必要があります。. 微粒子の軌道が乱流を受けますので空力ドラッグ力微粒子が重力と静電気の力よりはるかに大きい. 比較的狭い粒径範囲の材料が処理されれば、この問題はある程度克服できる. 上記で議論された研究の多くは、分離を最適化するために異なるサイズ範囲への事前スクリーニング材料を含んでいた. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] 、

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同じ鉄鉱石から異なる粒径範囲を処理する必要がある場合、これらのサイズの分数をサイズ変更して分離するための複雑なプロセスが必要です.

粒子未満 100 μmは「自由落下」システムで効果的に分離できない. 特別に設計されたセパレータは、分離ゾーンに層流を作成するためにシステムを通して流れる空気を使用して微細な材料を処理するために使用されています. この種の区切り文字は、説明されている最新の作業の一部で使用されます。. [19] [20 [21] また, 非常に微細な粒子は電極表面に集まりやすいし、電極を洗浄するいくつかの方法は、連続的な商業プロセスとして使用するために含まれなければならない。[23] この問題は、小規模な実験室規模の試験では明らかではないかもしれませんが、商業規模のシステムで考慮する必要があります .

自由落下セパレータのもう一つの制限は、スペースチャージ効果を防ぐために、電極ゾーン内の粒子負荷が低くなければならないということです, 処理速度を制限します。. 電極ゾーンを通る材料を本質的に通過させることで、単段分離が生じる, 粒子の再充電の可能性がないので. そこで, マルチステージシステムは、充電装置とのその後の接触による材料の再充電を含む分離の程度を改善するために必要とされる. 結果として得られる機器のボリュームと複雑さに応じて増加します。.

3.0 イキ帯の区切り記号

リン酸産業では市販されていないが, ST 装置 & 技術 LLC (イキ) triboelectrostatic ベルトの区切り記号 (イチジク. 6) 微粒子を処理する実証済みの能力を持っています。 <0.001

mm約 0.5 mm. [24] これらのセパレータは、以降、動作しています 1995 石炭中のフライアッシュ鉱物から未燃炭素を分離する 火力発電所. パイロット プラントの試験を通じて, 工場内の実証プロジェクトおよび商業操作, STETのセパレータは、カリを含む多くの鉱物の分離を実証しています, 重晶石, 方言とタルク.

この技術の主な関心は、0.1mm未満の粒子を処理する能力にあったので, 従来の自由落下とドラムの限界ロールの区切り記号, STETの現在の設計の上層粒子サイズ限界は正確には知られていない. 現在は, この制限は決定中であり、設計変更によってそれを増やす努力が進行中である.

6: 分離技術の三圧ベルトセパレータ

STETセパレータの動作の基礎を図示. 7. 粒子のディストリビューターをフィード エアスライドで電極間ギャップ内粒子-粒子衝突による摩擦効果による追加料金です。. 電極に印加電圧は ± 4 ~ グランドに対する ±10kV です。, 総電圧を与える

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の違い 8 宛先 20 kV. ベルト, 非導電性プラスチックで作られています, 大規模なメッシュとは 60% オープン エリア. 粒子はベルトの穴を通り抜け易い. 電極間ギャップに入ったときに負荷電の粒子は下部の肯定的な電極する電界の力によって引き付けられます。. 積極的に荷電粒子は負荷電の上部電極に引き付けられます。. 連続的なループ ベルトの速度はから変数です。 4 20m/sまで. クロス方向ストランドの幾何形状は、分離器の適切な端に向かってそれらを移動し、ベルトの反対側に移動するセクション間の高いせん断ゾーンに戻ってそれらを移動する電極から粒子を掃引するのに役立ちます. 粒子数密度は電極間のギャップの内で非常に高いので (およそ1- 3番目の体積は粒子によって占められる) 流れは精力的に興奮していると, 粒子間の多くの衝突、最適な充電の分離ゾーン全体で継続的に発生します. 逆方向に移動ベルト セクションによる対向流と継続的な再充電と再分離を作成する単一の装置内カウンター現在多段分離. セパレータ内の粒子のこの連続充電と充電は、セパレータに材料を導入する前に必要な「充電器」システムを排除します, したがって、他の静電分離器の容量に重大な制限を取り除く. この区切り記号の出力は、2 つのストリーム, 濃縮物および残渣, フスマ ストリームなし. この区切り記号の効率は、フスマ リサイクル自由落下分離の約 3 つの段階に相当する示されています。.

(-Ve) ミネラルA

(+Ve) ミネラルB

ベルト方向

ベルト

トップ負極

ボトムプラス電極

ベルト方向

ミネラルAエンド

7: STET ベルトセパレータの基礎

より小さい粒子の非常に効率的な分離 0.5 mmは罰金の分離のための理想的で証明された選択をする (ほこり) カリ乾燥粉砕操作から. STETセパレータは、狭いサイズ範囲に分類することなく、効率的に粒子サイズの広い範囲を処理することができます. 激しい動揺のために, 移動ベルト間の高いせん断速度, 非常に微細な粒子を扱う能力 (<0.001 mm) ST セパレータは、他の静電セパレータが故障したリン酸鉱石のスライムを分離するのに有効である可能性があります.

3.1 資本と運用コスト

研究のコスト比較は、STET によって委託され、Soutex 株式会社が実施. [25] Soutex は、カナダのケベック州ベースの湿式浮選と静電分離プロセスの評価とデザインの両方で豊富な経験を持つエンジニア リング会社. この研究は、トリボ静電ベルト分離プロセスの資本コストと運営コストを、低品位のバリット鉱石の恩恵に対する従来の霜浮遊と比較した。. 運用コストを動作して労働を含むように推定しました。, メンテナンス, エネルギー (電気や燃料), ・消耗品 (例えば, 浮上のための化学試薬コスト). 戦い山の近くにある架空の植物の典型的な値に基づいて入力コスト, ネバダ州アメリカ合衆国. 10 年以上の所有権の総コストは、資本コストと運用コストからと仮定して計算された、

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8% 割引率. コスト比較の結果は、テーブルの相対的な割合として存在 3. テーブル 3. 重晶石の処理のためのコスト比較

ウェット選鉱

乾燥選鉱

技術

泡浮選

トライボ静電ベルト分離

主要機器を購入

100%

94.5%

総設備投資

100%

63.2%

年間運用コスト

100%

75.8%

ユニタリ OPEX ($/トン濃)

100%

75.8%

総保有コスト

100%

70.0%

Triboelectrostatic ベルト分離プロセスのための資本設備の総購入コストは若干よりより少し浮選. ただしは、機器のインストールを含むように総資本支出が計算されました。, 配管・電気のコスト, プロセス建築費と, 違いが大きい. Triboelectrostatic ベルト分離プロセスの資本コストの合計は、します。 63.2% 浮選工程のコストの. 乾燥プロセスの大幅に低コストは、より簡単なフローシートから生じる. Triboelectrostatic ベルト分離プロセスの運用コストは、します。 75.5% 主に営業スタッフの要件が低いと低エネルギー消費のための浮選プロセスの.

Triboelectrostatic ベルト分離プロセスの所有権の総コストは大幅よりより少し浮選. 調査の著者, Soutex (株), triboelectrostatic ベルト分離プロセスでは、設備投資に明白な利点を提供していますを締結, 運用コスト, 操作の容易性.

4. 概要

乾燥静電プロセスによるリン酸鉱石の受入は、1940年代から様々な研究者によって試みられてきたが、商業的規模でのそのようなプロセスの使用は非常に限られた. 限られた成功は、セパレータシステムの設計と鉄鉱石の複雑さに起因する様々な要因によるものです.

飼料の準備 (温度, サイズ分類, コンディショニングエージェント) 分離システムの性能に大きな影響を与える. この分野でのさらなる作業の機会, 特に、粒子の差動充電を強化し、その後の分離においてより大きな効率を可能にする化学コンディショニング剤の探索. このような電荷変性剤の使用は、複雑なガング材料を持つ鉄鉱石を正常にベネフィシエートできるプロセスをもたらす可能性があります, ケイ酸塩と炭酸塩の両方を含む.

これらのメソッドをさらに改良する作業が続いている間, 従来の静電システムの基本的な制限事項には、容量が含まれます。, 適切なオレのアップグレードのために複数の段階に必要な, 罰金によって引き起こされる運用上の問題. 実証された実験室技術の実行可能な商業規模のアプリケーションのために, 信頼性を確保するために大幅な改善を行う必要があります。, 効率の低下のない連続操作.

STETの三電池のセパレータは鉱物処理産業に完全に乾燥した技術の良い材料をベネフィチャートする手段を提供する. 環境に配慮したプロセスは、湿式処理と最終的な材料の必要な乾燥をなくすことができます。. STETプロセスは、最大で大容量で動作します。 40 コンパクトなマシンで時速トン. STETセパレータは、狭いサイズ範囲に分類することなく、効率的に粒子サイズの広い範囲を処理することができます. 激しい動揺のために, 移動ベルト間の高いせん断速度, 非常に微細な粒子を扱う能力 (<0.001 mm) STET セパレータは、他の静電セパレータが故障したリン酸鉱石からスライムを分離するのに有効である可能性があります. エネルギー消費が少ない, 約 1-2 kWh/トンの加工材料. プロセスの唯一の潜在的な排出はほこりなので, 許可は一般的に比較的簡単です.

ジョージケネディ. ビットナーら/ プロセディアエンジニアリング 00 (2015) 000–000

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