Фосфоритті кен электростатикалық байыту: импровизациялық бөлу жүйесінің өткен жұмыс және талқылау шолу

онлайн қол жетімді www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia инженерлік 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3Фосфат Индустрия инновациялар және технологиялар бойынша ІІІ Халықаралық симпозиум

фосфат кендерін Электростатикалық байыту: Өткен жұмыс шолу

және жақсартылған бөлу жүйесін талқылау

J.D. Bittnerа, S.A.Gasiorowskiа, F.J.Hrachа, H. GuicherdB *

аST Equiment және технология ЖШС, Needham, Массачусетс, АҚШ

BST жабдықтар & технология ЖШС, Avignon, Франция

дерексіз

құрғақ электростатикалық процестерді фосфор кендерін байыту 1940 жылдан бері әр түрлі зерттеушілер әрекет жасалды. фосфат қалпына келтіру үшін құрғақ процестерді дамыту үшін негізгі себептері кейбір қуаң аймақтарда су шектеулі сомасы болып табылады, флотация химиялық шығындар, және ағын суларды тазарту шығындары. электростатикалық процестер флотациясын үшін толық балама қамтамасыз ете алмайды, ал, ол мұндай алдын ала флотациясын үшін руда айыппұл / шламдары мазмұнын төмендету сияқты кейбір ағымдар үшін қосымша ретінде қолайлы болуы мүмкін, жоғалған өнімнің қалпына келтіру үшін флотациялық қалдықтарын өңдеу, және экологиялық зардаптарды барынша азайту. көп жұмыс зертханалық таразылар жоғары кернеулі роликті және Freefall бөлгіштер екі пайдалана отырып жүзеге жатқанда, коммерциялық орнату ғана дәлелі шамамен болып табылады 1940 Пирс Mine FL кезінде «Джонсон» процесі; Электростатики ағымдағы коммерциялық пайдалану әдебиетте ешқандай дәлел жоқ, құрғақ процестер күшті қызығушылық қуаң аймақтарда пайдалану үшін жалғастыруда, бірақ. деп хабарлайды түрлі ғылыми-зерттеу жобалары деп жем дайындауды атап (температура, мөлшері жіктеу, жайландыратын агенттер) орындау бойынша негізгі әсер етуі. кейбір жақсы бөліністер фосфаттар кремнезем алып тастау арқылы қол жеткізілді, ал, және фосфат кальцит пен доломитті аз мысалдарымен, Бірнеше кезде қоспалар бар нәтижелер аз оң. Ғылыми-зерттеу жұмысы одан әрі осы әдістерді нақтылау жалғастыруда, бірақ дәстүрлі электростатикалық жүйелерінде іргелі шектеулер төмен әлеуетін қамтиды, кенді барабар жаңғырту үшін бірнеше кезеңнен қажеттілігі, айыппұлдар туындаған және жедел проблемаларды. Осы шектеулер Кейбір triboelectric белдік бөлгіштің, соның ішінде жаңа электростатикалық процестерін еңсеруге мүмкін.

© 2015 Авторлар. Elsevier Ltd жарияланған.

SYMPHOS ғылыми комитетінің жауапкершілігіне Peer-шолу 2015.

КҰқсас сөздер: фосфат, Электрстатикалық; бөліну; минералдар; ұсақ бөлшектер; құрғақ процесі

*Автор-корреспондент: Тел: +33-4-8912-0306 Электрондық пошта мекен-жай: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Авторлар. Elsevier Ltd жарияланған.

SYMPHOS ғылыми комитетінің жауапкершілігіне Peer-шолу 2015.

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

1. фосфат кендерін электростатикалық байыту туралы баяндады жұмыс

табиғи кендерінен фосфат шоғырлануы ұзақ су кейде елеулі сомаларын пайдалана отырып түрлі əдістер арқылы орындалды. дегенмен, бүкіл әлем бойынша түрлі фосфат кен судың жетіспеушілігінен, сондай-ақ рұқсат беру шығындарын және кәріз арттыру, тиімді дамыту, экономикалық құрғақ процесі өте құптарлық.

фосфат кендерін құрғақ электростатикалық өңдеу үшін әдістермен салыстырғанда үшін шағын ауқымда ұсынылған және көрсетілді 70 жылдар. дегенмен, Осы әдістердің коммерциялық өтініштер өте шектеулі болды. «Джонсон процесс» [1] бастап коммерциялық қолданылған 1938 Пирс Флорида жанындағы АҚШ американдық ауыл шаруашылығы химия компаниясы зауытында уақыт кезеңі үшін. Бұл процесс роликті электродтарды өте күрделі сериясын пайдаланылған (сан 1) deslimed байыту қалдықтарынан фосфат қалпына көп сатылы шоғырлануға, флотациялық алдын ала қойыртпалары, немесе флотациялық қалдықтары. бастай отырып 15.4% P2The5 және 57.3% Майда қалдықтарын ерімейтін материалдық, мөлшері жіктеу комбинациясы арқылы, desliming, және кептірілген қалдықтардың ала баптау, материалдық 33.7% P2The5 және тек 6.2% ерімейтін қалпына келтірілді. Басқа мысал, флотациялық қоймаларын жаңғырту бар 2.91% P2The5 бір өнім әкелді 26.7% P2The5 А.Н. бірге 80% қалпына келтіру. Джонсон ол жоғары фосфорлы сыныпты және қалпына келтіру алу үшін, әдетте, фосфатты флотация пайдаланылатын химиялық реагенттермен байыту қалдықтары емдеу қажет екенін байқалады. Ол арнайы реагенттер ретінде мазут және май қышқылдарының тиімділігін ескертеді.

сан 1, Джонсон процесс аппараттар мен ағыны парағы АҚШ Патенттік 2,135,716 және 2,197,865, 1940 [1][2]

Бұл коммерциялық орнату туралы бастапқы ретінде әдебиетте келтірді, ал 1938, ол қалай кең немесе осы процесс пайдаланылған қанша үшін анық емес. дейін электростатикалық бөлу мәртебесін оның Қорытындылай 1961, The. C. Ralston

[3]бес ірі Джонсон бөлгіштер туралы әрбір өңдеуді орнатылды, деп жазады 10 тонна / сағ -20 арнаны тор. Әрбір бөлгіш болды 10 қолданбалы кернеуі жоғары Rolls 20 кВ. Electrostatics пайдаланып, басқа ешқандай коммерциялық ауқымды фосфат концентраторлар Ральстона сәйкес Флорида орнатылды. технологиялық жабдықтар сипаттамаға негізделген, авторлары

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

процесінің жалпы сыйымдылығы басқа да процестерге сыйымдылығы қатысты айтарлықтай төмен екенін жасасқан, мұндай ылғалды флотация сияқты. Төмен сыйымдылығы және Флорида дымқыл өндіруден бастап жемшөп кенін кептіру шығындары ықтимал 1940 және 1950 жылы процесінің әрі қарай қолдану шектеу үшін негіз болып табылады.

Халықаралық пайдалы қазбалар үшін 1950-ші және 1960-шы қызметкерлері & Химия корпорациясы (IMC) минералды байыту үшін құрғақ электростатикалық бөлу процестерін қолдануды қарастырды. Флорида фосфоритті кенді өңдеу IMC ерекше қызығушылық болды. IMC жұмыс араластыру арқылы өтетін арқылы жетілдірілген немесе осындай балға немесе шыбық диірмен сияқты соққы зарядтау бөлшектердің кейде тегін күзгі бөлгіш дизайн игерілді. [4] А кейінгі патент [5] түрлі материалдарды зарядтағыштарды пайдалану арқылы бөлу кейбір арттыру енгізілген, сериясы соңғы патенттің бірақ

[6]деген қорытындыға келді жоғары температурада зарядтау бөлшектердің байланыс (>70F °) зарядтағышты жүйесін пайдалана отырып, неғұрлым тиімді қарағанда. Осы патенттер нәтижелерін өкілі мысалдар кестеде көрсетілген 1.

үстел 1. Халықаралық Minerals жылғы хабарлады нәтижелері & Химия патенттер 1955-1965

түрлі IMC патенттер бөлшектердің мөлшерін әсерін зерттеді, дербес түрлі экранды қысқарту өңдеу, соның ішінде, аз жұмыс өте жұқа тартылған болса да (<45 мкм) бөлшектер. кеңінен құбылып үлгісі жайландыратын, температура шақтауды қоса алғанда,, алдын ала жуу және кептіру, және әр түрлі кептіру әдістері (жанама кептіру, флэш кептіру, нақты ИК толқын ұзындығы ауқымдары бар жылу шамдар). түрлі қоспалар (Яғни. карбонаттар салыстырғанда силикаттар) бөлу оңтайландыру үшін қажетті түрлі өңдеу және алдын ала өңдеу әдістері. ол IMC коммерциялық ауқымды процесін дамыту әрекет болды патент сипаттамасы анық болып табылады, ал, әдебиет емтихан осындай орнату соңды кез келген IMC сайтында салынды және жұмыс болды емес екенін білдіреді.

Солтүстік Каролина фосфат кенін қамтылған арнайы карбонатының 1960 жұмыс Солтүстік Каролина штаты Университетінің Minerals зерттеу зертханасының жүргізілді, [9] зертханалық ауқымды Freefall бөлгішті және жер қабығы карбонаты және өте тар ауқымды мөлшерін фосфорлы малтатас флотация концентратын синтетикалық қоспасын пайдалану (-20қарай +48 тор), ғылыми-зерттеу, бұл алдын ала баптау көрсетті қышқыл скраб немесе май қышқылдары бар материалдық оң немесе теріс ретінде фосфат салыстырмалы заряд әсер. Салыстырмалы өткір бөліністер алынды. дегенмен, айыппұлдардың сомасын айтарлықтай бар табиғи кенін пайдаланып кезде, тек кедей бөліністер мүмкін болды. бастапқы P бар флотациялық жаңғырту бастап қалдық үздік баяндалған бөлу2The5 шоғырлануы 8.2% бір өнімді қалпына 22.1% P2The5. Ешқандай қалпына деңгейі баяндалды. Атап айтқанда, деп хабарлады қиындықтарға бір бөлгіш электродтарда айыппұл бір жиналып болды.

жоғары кернеулі ролик түрі бөлгішті пайдаланып Солтүстік Каролина фосфат электростатикалық бөлу бойынша қосымша жұмыс

[10]фосфат және кварц бөлу мүмкін болды, ал бұл жасалған, кептіру құны тыйым салу болды. дегенмен, кальцийленген фосфат кенін құрғақ екеніне берілген, зерттеушілер мұндай кендерін электростатикалық бөлу мүмкін ұсынды. кальцийленген фосфаттардың бөлу хабарлады жұмысына кедей болды. Бөлу бөлшектердің мөлшері гөрі құрамына байланысты болады пайда. Ұсынылатын жақсартулар басқа электростатикалық бөлу жүйелерін пайдалану енгізілген, материалдардың сипаттамасы және өте жақын экран калибрлеуді зарядтау бөлшектер арттыру үшін реагенттер. кез келген, бұл ешқандай дәлел жоқ орындаңыз дейін жұмыс осы жоба бойынша жүргізілді.

жоғары кернеулі роликті бөлгіштерді пайдаланып Бірнеше бұрын жұмыс [11] табысты Флорида Run-ақ шахтасында кеннен алюминий және темір қосылыстары жойылған. руда кептірілген болды, қиыршық, және мұқият алдын ала бөлу өлшемі. P2The5 концентрациясы бастап әбден ұлғайтылды 30.1% қарай 30.6% бірақ Әл және Fe қосындыларын флотациялық әдістерімен әлдеқайда жақсы кейіннен қалпына келтіруді қосулы. Бұл жұмыс әдеттегі дымқыл өңдеу шектелген нақты руда бар мәселені шешу үшін электростатикалық бөлгіштің пайдалану көркемделген.

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

басқа да көптеген материалдармен бөлу тергеу бірге, Ciccu және тең қызметкерлері Үндістаннан көздері, оның ішінде фосфат кендерін түрлі бөлу сынақтан, Алжир, Тунис, және Ангола. [12] Электростатикалық бөлу салдарынан фосфаттар ірі кен орындары қуаң аймақтарда табылды, бұл шын мәнінде экономикалық тұрғысынан флотациясын балама ретінде қызығушылық болды. [13] а «турбокомпрессоре» зертханалық ауқымды еркін құлау бөлгіштерді пайдалану, Осы зерттеушілер салыстырмалы қарапайым кварцтан композициялар бар кендерден флотациялық процестерге ұқсас бөлу нәтижелерін алу мүмкіндігіне ие болды. Атап айтқанда, олар фосфат кремний диоксиді қатысуымен оң зарядталған деп табылған, бірақ кальцит қатысуымен теріс. дегенмен, кенді кремний диоксиді және карбонатының де айтарлықтай мөлшерде қамтылған, егер, электростатикалық бөлу кедей болды және флотациялық процестері практикалық бөлу алу үшін көбірек икемді дәлелдеді. жеке бөлшектердің зарядтау бойынша турбонагнетателя салдарын зерттеулер, Осы зерттеушілер кварцтан материалдық бөлшектердің-бөлшектердің байланыста гөрі турбокомпрессор беттердің байланыста ең алдымен зарядталған деген қорытындыға келді. [13] [14] Зарядтау, сондай-ақ материалдық температураға өте сезімтал болды, тек алуға 100 ° С жоғары жақсы бөле отырып. Сонымен қатар, бөлу дейін айыппұл материал болуы сепараторлар проблемалар туындаған және жақсы нәтижелер дейін үш өлшемі диапазонда бөлшектердің мұқият калибрлеу байланысты. осы топтан нәтижелері жиынтық кестеде ұсынылған 2. жоқ толық- ауқымды өтініштер осы жұмысқа негізделген іске асырылды пайда.

үстел 2. Ciccu жылғы хабарлады нәтижелері, мен. әл. зертханалық ауқымды еркін құлау бөлгіштер бастап

Мысырдың кенін Электростатикалық бөлу Хаммуда арқылы зерттелді, соавт. зертханалық ауқымды еркін құлау бөлгішті пайдаланып. [15] пайдаланылатын руда бастапқы P отырып, ең алдымен, кремний диоксиді және өзге де ерімейтін қамтылған2The5 шоғырлануы 27.5%. қалпына өнім P болды2The5 шоғырлануы 33% а бар 71.5% қалпына келтіру.

ең алдымен кремнийлі Кварцтан бар Египет кенді қосымша зерттеу Abouzeid өткізілді, соавт. зертханалық ролик бөлгішті пайдаланып. [16] зерттеушілер арнайы шоғырландыру құрғақ әдістерін анықтау үшін ұмтылды және / немесе су тапшылығы бар аудандарында dedust фосфат кенін. Бұл зерттеу бар өнімді алынған 30% P2The5 азықтық материалдан бар 18.2 % P2The5 бір қалпына келтіру 76.3 % арасындағы тар ауқымға материал мұқият калибрлеу кейін 0.20 мм және 0.09 мм.

фосфат қалпына келтіру үшін байыту процестерін толық спектрін қамтитын кейіннен шолу мақалада, Abouzeid электростатикалық бөлу әдістері кремний диоксиді және карбонаты алып тастау арқылы фосфат кенін жаңарту табысты болды, ал, деп хабарлады, қолда бар сепараторлар сыйымдылығының төмендігі коммерциялық өндіріс үшін олардың пайдалану шектелген. [17]

Флорида кендерін Электростатикалық бөлу зертханалық ағынын-арқылы тегін пайдалана Stencel және Цзянь жақында зерттелді- күзгі бөлгіш. [18] объективті флотациялық кем материал пайдаланылуы мүмкін емес, өйткені ұзақ пайдаланылатын флотациялық жүйелеріне балама немесе қосымша өңдеу схемасын анықтау болды 105 мкм. Бұл тамаша материал жай полигонға болды, дерлік жоғалтуға нәтижесінде 30% бастапқыда өндірілетін фосфат. Олар deslimed шикізат кені сынақтан, Майда флотация жем, Дөрекілік флотация концентрат, және қорытынды флотациялық дейін жемшөп қарқынмен Флорида екі өңдеу зауыттарын алынған концентраттар 14 зертханалық ауқымды сепараторлар кг / сағ. Жақсы бөлу нәтижелері тамаша флотациялық жем баяндалды (+0.1 мм; ~ 12% P2The5) дейін көтерілді Бір көзден 21-23% P2The5 екі өтетін 81- 87% P2The5 ең алдымен ерімейтін кремнезем бас тарту арқылы қалпына келтіру. пневматикалық өткізілетін түтікті немесе айналмалы Трибо-зарядтағышты немесе пайдаланып арнаны tribocharging кезде ұқсас нәтижелерге қол жеткізілді.

жақсы тегін күзгі бөлгіштің ішіне алдын ала енгізу үшін материалдар зарядтау оңтайландыру мақсатында құрылған жүйелерді тартылған фосфат кендерін электростатикалық бөлу ішіне ең соңғы хабарлады зерттеу, Тао және Әл-Hwaiti [19] салдарынан төмен жүйелерге фосфат байыту үшін Электростатики туралы ешқандай коммерциялық пайдалану бар екенін анықтады

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

өткізу, төмен тиімділігі мен тар бөлшектердің мөлшері бойынша бөлу жұмыс істеу қажеттілігі. Бұл зерттеушілер арнайы қарапайым зарядтау жүйесі бөлшектердің Контактіге немесе әсер бөлшектердің байланысты жүйелерімен байланысты төмен бөлшектердің заряд тығыздығы жеңуге ұмтылды. ең алдымен кремний Кварцтан бар иорданиялық руда жұмыс істеу, материалдық үшін қиыршық болатын -1.53 мм және мұқият төмен материалды алып тастау төмендеді 0.045 мм. Шағын зертханалық ауқымды еркін күзде бөлгіш стационарлық цилиндрде және айналмалы барабан отырып әзірленген жаңадан жобаланған айналмалы зарядтағышқа жабдықталған болатын, немесе зарядтағыш, және арасындағы сақиналық кеңістігін. Сыртқы электрмен жабдықтау тез айналмалы барабан мен стационарлық цилиндрде арасындағы электр әлеуетін қолдану үшін пайдаланылады болды. айналмалы барабан байланыста зарядтау кейін, бөлшектер кәдімгі еркін құлауы сепараторды ауысады. жұмыс істеу 100 грамм пакеттік мөлшері және төмендеді жем P бастап2The5 мазмұны 23.8%, дейін екі өтеді концентрат кейін 32.11% P2The5 қалпына келтірілді, тек жалпы қалпына келтіру, бірақ 29%.

фосфорит beneficiate мақсатында (< 0.1 мм), Bada соавт. Тао ның бұл өте ұқсас айналмалы зарядтау жүйесімен тегін күз бөлгішті жұмыспен.[20]. бастапқы материал Р айыппұл бар флотациялық концентраттан болды2The5 туралы 28.5%. өнім 34.2% P2The5 қалпына бірақ қайтадан төмен қалпына келтіру ставка болатын 33.4%.

Бұл «Айналмалы triboelectrostatic еркін құлауы бөлгіш» қайтадан Sobhy және Тао арқылы фосфаттардың құрғақ байыту үшін қолданылған. [21] өте кең бөлшектердің мөлшері спектрін Флорида бастап ұсақталған доломитті фосфатты малтатас жұмыс істеу (1.25 мм – <0.010 мм), бар фосфатты концентрат 1.8% MgO және 47% P2The5 қалпына келтіру шамамен бастап арнада жасалған 23% P2The5 және 2.3% MgO. азықтандыру кезінде зертханалық ауқымды құрылғыда оңтайлы нәтижелерге қол жеткізілді 9 кг / сағ және - 3кВ айналмалы зарядтағышқа қолданылады. бөлу тиімділігі үлкен бөлшектер мен бөлу камерасына түрлі бөлшектердің өлшемдері араласу материалды нашар азат де шектеледі хабарлады.

тар бөлшектердің мөлшері бойынша бөлу бар флотациялық жем үлгіні өңдеу кезінде жақсы нәтижелерге қол жеткізілді 1 қарай 0.1 мм. бастапқы P бар2The5 шамамен мазмұны 10%, өнім үлгілері шамамен алынды 25% P2The5 мазмұны, P2The5 қалпына келтіру 90%, және бас тарту 85% кварц. Бұл Stencel пайдаланатын тиімділігі неғұрлым дәстүрлі зарядтау жүйесімен сонша тегін-күз бөлгіші бар алынған қарағанда жақсы атап өтілді көрсетті [18] Жаңадан жобаланған айналмалы зарядтау артықшылығы көрсететін. бар флотациялық концентратын қайта өңдеуден 31.7% P2The5 астам өнім әкелді 35% P2The5 бір қалпына келтіру 82%. Бұл жаңарту флотация арқылы мүмкін қарағанда жақсы болуы атап өтілді.

бір бөлу жүйесі ені Бұл зертханалық бөлгіш 7.5 см сыйымдылығы бар ретінде сипатталған болатын 25 кг / сағ, балама 1/3 ені тонна / сағ / метр. дегенмен, бөлу тиімділігі туралы жем бағамының хабарлады әсерлер оңтайлы бөліністер тек алынды көрсеткендей 9 кг / сағ немесе сәл үштен астам жүйесінің номиналды қуаты.

Жалпы, фосфат кендерін электростатикалық жаңғырту алдыңғы жұмыс кешенді Кварцтан салыстырмалы зарядтау және бөлшектердің мөлшері әсерлерін зиянды әсерінен шектеледі болды, соның ішінде, айыппұлдар әсері. жұмыс үлкен көпшілігі ешқандай тексеру бұл коммерциялық ауқымда ғана зертхана ауқымды жабдық тартылған, үздіксіз жұмыс жабдықтар пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар, қолда бар электростатикалық технологиялық жабдықтың төмен қуаты коммерциялық өтініштер үнемсіз жасады.

2. кәдімгі электростатикалық бөлу процестерін шектеулер

Groppo пайдаланатын жоғары кернеулі роликті электростатикалық айыру жүйелерi [10] Kouloheris соавт және. [11] бір компонент басқаларға қарағанда өткізгіш кезде әдетте әр түрлі материалдарды жаңарту үшін пайдаланылады. осы процестерде, материалдық бөлшектер теріс иондаушы Корона разрядты арқылы алынады кейін материалдық әдетте жерге барабан немесе пластиналар хабарласу керек. Жүргізетін материалдарды тез олардың зарядын жоғалтады және барабаннан тасталады. емес- заряд баяу жойылып кетеді және түседі немесе жүргізу материалдан бөлу кейін барабаннан щеткамен болады, өйткені өткізгіш материал барабан үшін тартылатын жалғастыруда.

төмендегі диаграммада (сан 2) бөлгіштің осы түріне іргелі мүмкіндіктерін көрсетеді. Бұл процестер болып табылады

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

салдарынан барабан немесе тақтасын әрбір бөлшектердің қажетті байланыста сыйымдылығы шектелген. Осы барабан ролл бөлгіштер, сондай-ақ жерге пластинаны хабарласу қажет және қажетті бөлшектердің ағыны динамикасы екі байланысты мөлшері туралы 0,1 мм немесе одан артық бөлшектердің шектеледі тиімділігі. өлшемдері әр түрлі, сондай-ақ байланысты инерциялық әсерлер түрлі ағыны динамикасын болады және тозған бөлу әкеледі.

сан 2: Электрстатикалық бөлгіш барабан (Аға және Ян, 2003 [22]

баюына фосфатпен шектелген тырысты өтініш емес өткізгіш екі фосфаттар сипаты мен типтік кварцтан материал байланысты. Kouloheris ең алдымен темір және бұл бөлшектер бар алюминий кейбір жоюды байқалады, олардың өткізгіш сипатына байланысты, роликтен «бейшара» жатыр. фосфат кендерін материалдың осындай болуы ортақ емес,. Groppo А «емес дирижер» деп роликті үшін «түйреледі» ғана материалдық айыппұл болды, деп атап өтті, бөлшектердің мөлшері бойынша бөлу гөрі материалдық құрамы көрсете. [9] ықтимал Сарандары, фосфат кенін жоғары кернеулі роликті сепараторлар арқылы байыту ұнжырғамыз түскен жоқ.

Drum роликті сепараторлар, сондай-ақ бөлшектердің triboelectric зарядтау сүйенеді үйлесімде игерілген гөрі жоғары кернеулі саласындағы туындаған иондану туындаған зарядтауға. Барабанның жоғарыда орналасқан бір немесе одан көп электродтары, Мұндай суретте «статикалық» электрод ретінде 2, Барабан бетінен қарсы заряд «лифт» бөлшектердің үшін пайдаланылады. Мұндай жүйе Abouzeid қолданды, соавт. [16] кім бөлу тиімділігі Поляр байланысты өзгертті деп тапты және статикалық электродтар кернеуі қолданбалы. Джонсон процесі [1] Барабан роликті бөлгіштің басқа түрлерін пайдаланды. дегенмен, бір ролик жүйесін шектеулі сыйымдылығы мен тиімділігі осындай суретте өте күрделі жүйелердің әкеледі 1. Жоғарыда айтылғандай, бұл күрделілігі мен процестің жалпы тиімсіздігі қатты өз өтінімін шектелген көрінеді.

Triboelectrostatic бөліністер өткізгіш айырумен шектеледі емес, / емес-өткізгіш материалдар, бірақ ұқсас емес беті химия материалдарды фрикциялық байланыста арқылы заряд аудару құбылыс байланысты. Бұл құбылыс ондаған жылдар бойы «еркін құлау» бөлу процестерінде қолданылған. Мұндай процесс суретте көрсетілген 3. бөлшектердің қоспасынан компоненттері алғашқы немесе металл бетінің байланыста түрлі айып дамыту, а Трибо-зарядтау ретінде, немесе бөлшектердің бөлшектердің контактіге, псевдоожиженным қабаты тамақтандыру құрылғы сияқты. бөлшектер арқылы құлап ретінде

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

электрод аймағында электр өрісі, Әрбір бөлшектермен ның траекториясы қарама-қарсы заряд электродқа қарай қабылданбайды. белгілі бір қашықтықта кейін, Коллекция қалталары ағындарын бөлу үшін жұмысқа орналастырылды. Типтік қондырғылар бір орта фракциясының айналымы бірнеше бөлгіш кезеңдерін талап. Кейбір құрылғылар электрод аймағы арқылы бөлшектердің тасымалдайтын көмек көрсету үшін газ ағымы тұрақты пайдалануға.

сан 5: «Free күзде» triboelectrostatic бөлгіш

Керісінше заряд беруді тездету мақсатында бөлшектердің контактіге бөлшектердің тек байланысты қарағанда, осы түріне көптеген жүйелері зарядтау бөлшектер арттыру қолданылатын кернеу немесе онсыз Таңдалған материалды тұратын «зарядтағыш» бөлімін пайдалану. 1950 жылы, Lawver бөлу кезеңдері арасындағы материалды қайта зарядтау үшін балға мен диірмен Rod диірмен, соның ішінде әр түрлі құрылғыларды пайдалана отырып, зерттелген [4] сондай-ақ әр түрлі материалдардың қарапайым тақта Зарядтағыштарды. [5] [6] дегенмен, Lawver материалдық температура кезектегі маңызға болды мен бөлме температурасына жоғарыда бөлшектердің-бөлшектердің заряды аудару зарядтағышқа пайдалану қарағанда жақсы нәтиже қамтамасыз деген қорытындыға келді. Lounge соавт. [12] заряды ауыстыру салыстырмалы дәрежесін зерттелген және кәмелетке толмаған кварцтан материалдық ең алдымен зарядтағышты пластиналар әсері жиілігі төмен ықтималдығы салдарынан бөлшектердің-бөлшектердің байланыс арқылы заряд сатып алынған деген қорытындыға келді. Бұл Зарядтау жүйелерді пайдалану үшін шектеу көрсетеді: жемшөп деңгейі салыстырмалы түрде төмен болуы керек, сондықтан барлық бөлшектер зарядтағыш бетін хабарласу керек. Байланыс зарядтағышты қозғалатын материалдық тасымалдауға немесе бетінің ауданы үлкен пайдалана отырып, турбуленттік жағдай пайдалану арқылы жақсартуға болады. Тао соңғы жұмыс [19] және Bada [20] және Sobhy [21] қолданбалы кернеуі арнайы жобаланған айналмалы Зарядтағышты пайдалану ғана өте шағын зертханалық сепараторы. Бұл жақсартылған зарядтағыш жобалау асқан жүйелеріне жоғары болуы көрсетілді, ал, Осы жүйелердің көрсетті өңдеу қуаттары әлі де өте төмен болып табылады. [21]

еркін түсуі бөлгіштің бұл түрі, сондай-ақ өңделген болуы мүмкін материал бөлшектердің мөлшері шектеулер бар. электрод аймағында ағыны бөлу «Жағылуды» болдырмау үшін турбуленттілік азайту үшін бақыланатын болуы керек. ұсақ бөлшектер туралы аэродинамикалық күштер гравитациялық және электр күштерінің әлдеқайда көп, өйткені ұсақ бөлшектердің траекториясы көбірек турбуленттілік арқылы жүргізіледі. салыстырмалы тар бөлшектердің мөлшері ауқымды материалдық өңделген болса, бұл мәселе дәрежеде жеңуге болады. бөлу оңтайландыру мақсатында түрлі мөлшерін енгізілген алдын ала скринингтік материал жоғарыда талқыланды зерттеулердің көп. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] The

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

айырмашылығы 8 қарай 20 кВ. белдік, емес жүргізу пластмассадан жасалған, ол, туралы үлкен тор болып табылады 60% ашық ауданы. бөлшектер оңай белдеуде тесік арқылы өтуі мүмкін. теріс зарядталған бөлшектер төменгі оң электродтар үшін электр өрісі күшімен тартады электродтар арасындағы саңылау енгеннен кейін. оң зарядталған бөлшектер теріс зарядталған жоғарғы электродтың тартылды. үздіксіз цикл белдеуін жылдамдығы бастап айнымалы болып табылады 4 20м / с. кросс-бағыт бұрымды геометрия артқы белдеуін қарсы қозғалатын секция арасындағы жоғары ығысу аймағына бөлгіштің дұрыс соңына қарай олардың арасын электродтар өшіріп бөлшектер сыпырып және қызмет етеді. бөлшектер санының тығыздығы электродтары арасындағы саңылау ішінде соншалықты жоғары болғандықтан (шамамен бір- Үшінші көлемі бөлшектердің алып жатыр) және ағыны жігерлі араластырады, болып табылады, бөлшектер мен оңтайлы зарядтау бөлу аймағында бүкіл үздіксіз жүреді арасындағы көптеген қайшылықтар. қарсы қозғалатын белбеу секциялар туындаған қарсы ағымдағы ағыны және үздіксіз қайта зарядтау және қайта бөлу бір аппараттың ішінде қарсы ағымдағы сатылы бөлу жасайды. сепараторында бөлшектердің Бұл үздіксіз зарядтау мен оны қайта толтыруды алдын ала сепараторға материал енгізу үшін кез келген қажетті «зарядтағыш» жүйесін жояды, осылайша басқа электростатикалық сепараторларын қуаты елеулі шектеу алып тастау. Осы сепаратордың шығару екі ағындары болып табылады, концентрат және қалдық, бір аралық ағыны жоқ. Осы сепаратордың тиімділігі аралық айналымы еркін құлауы бөлу шамамен үш кезеңге тең деп көрсетілді.

Минералды End

сан 7: STET Belt сепараторынан негіздері

кем бөлшектердің жоғары тиімді бөлу 0.5 мм Осы айыппұл бөлу үшін тамаша және дәлелденген опция етеді (шаң) а калий құрғақ ұнтақтау пайдаланудан. STET бөлгіш тар мөлшерін ішіне жіктеу қажеттілігі жоқ тиімді бөлшектердің өлшемдері кең ауқымын өңдей алады. Себебі жігерлі үгіт, қозғалатын белбеу арасындағы жоғары ығысу жылдамдығы, өте ұсақ бөлшектер өңдеуге және қабілеті (<0.001 мм) ST бөлгіш басқа электростатикалық бөлгіштер алмады фосфорит кені шламды бөліп тиімді болуы мүмкін.

3.1 Күрделі және операциялық шығындарды

Салыстырмалы құны зерттеу STET тапсырысы бойынша және Soutex Inc өткізілді. [25] Soutex ылғалды флотация және электростатикалық бөлу процесі бағалау және дизайн де мол тәжірибесі бар Квебек Канада негізделген инженерлік компания болып табылады. зерттеу төмен сортты барит кенін байыту үшін дәстүрлі көбік флотация үшін triboelectrostatic белдеуін бөлу процесінің күрделі және операциялық шығындарды салыстырғанда. операциялық шығындар операциялық еңбегін қамтуы бағаланды, ұстау, энергия (электр және отын), және шығыс материалдары (мысалы, SpellCheckerService, флотация үшін химиялық реагент шығындар). Кіріс шығындар Battle тауының жанында орналасқан гипотетикалық зауыт үшін тән құндылықтарға негізделген болатын, Невада АҚШ. он жылда жалпы иелену құны қабылдау, күрделі және операциялық құны сомасынан есептеледі болатын

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

8% дисконт мөлшерлемесі. құны салыстыру нәтижелері кестеде салыстырмалы пайыз ретінде қатысып 3. үстел 3. Барит өңдеу құны салыстыру

triboelectrostatic белбеу байыту қондырғыларында пайдалану үшiн капиталдық құрал-жабдықтар жалпы сатып алу құны флотация үшін сәл кем. Алайда жалпы капиталдық шығындар жабдықтар орнатуды қамтиды есептелген кезде, құбырлар мен электр шығындар, және технологиялық құрылыс шығындары, айырмашылық үлкен. triboelectrostatic белбеу бөлу процесінің жалпы капитал құны болып табылады 63.2% флотациялық процесінің құнын. қарапайым ағыны парағының құрғақ процесс нәтижелері үшін айтарлықтай төмен құны. triboelectrostatic белбеу байыту қондырғыларында пайдалану үшiн операциялық шығындар болып табылады 75.5% негізінен төменгі операциялық қызметкерлері талаптарына және төменгі энергия тұтыну салдарынан флотация процесінің.

triboelectrostatic белдеуін бөлу процесінің жалпы құны иелену флотация қарағанда айтарлықтай аз. зерттеу авторы, Soutex Inc., triboelectrostatic белдеуін бөлу процесі күрделі шығындардың айқын артықшылықтары ұсынады деген қорытындыға келді, OPEX, және операциялық қарапайымдылығы.

4. қысқаша мазмұндама

құрғақ электростатикалық процестерді фосфор кендерін байыту 1940 жылдардан бастап түрлі зерттеушілер әрекет жасалды, ал өте коммерциялық ауқымда осындай процестердің пайдалануды шектеу болды. шектеулі жетістігі бөлгіш жүйелері конструкцияларын жатқызылатын факторлардың түрлі және кендерін күрделілігіне болды.

дайындық Feed (температура, мөлшері жіктеу, жайландыратын агенттер) бөлу жүйелерін орындау бойынша негізгі әсер етеді. осы саладағы одан әрі жұмыс істеу үшін мүмкіндіктері, атап айтқанда, химиялық жайландыратын агенттер мен барлау кейіннен бөлу үлкен тиімділігін қамтамасыз ету үшін бөлшектердің дифференциалды зарядтау арттыру үшін. мұндай төлем-өзгерт агенттерді қолдану табысты күрделі кварцтан материалмен кендерді beneficiate болады процестерге әкеп соғуы мүмкін, силикаттар мен карбонаттар екі қоса алғанда,.

жұмыс одан әрі осы әдістерді нақтылау жалғастыруда, ал, кәдімгі электростатикалық жүйелерінде іргелі шектеулер әлеуетін қамтиды, кенді барабар жаңғырту үшін бірнеше кезеңнен үшін қажетті, айыппұлдар туындаған және жедел проблемаларды. көрсетті зертханалық әдістерін өміршең коммерциялық ауқымды қосымшалар үшін, айтарлықтай жақсарту сенімді қамтамасыз ету үшін жасалуы тиіс, тиімділігін нашарлауы жоқ үздіксіз операция.

STET triboelectric бөлгіш минералды өңдеу өнеркәсібі мүлдем құрғақ технологиясымен тамаша материалдарды beneficiate үшін қаражат береді. экологиялық таза процесс ылғалды өңдеу және қорытынды материал қажетті кептіру жоюға болады. STET процесі жоғары қуатымен жұмыс істейді - дейін 40 ықшам машинада сағатына тонна. STET бөлгіш тар мөлшерін ішіне жіктеу қажеттілігі жоқ тиімді бөлшектердің өлшемдері кең ауқымын өңдей алады. Себебі жігерлі үгіт, қозғалатын белбеу арасындағы жоғары ығысу жылдамдығы, өте ұсақ бөлшектер өңдеуге және қабілеті (<0.001 мм) STET бөлгіш басқа электростатикалық бөлгіштер алмады фосфат кендерін түскен шлам бөліп тиімді болуы мүмкін. Қуат тұтыну төмен, шамамен 1-2 өңделген материалдың кВтс / тонна. процесінің тек әлеуетті эмиссия шаң болғандықтан, рұқсат әдетте салыстырмалы оңай.

J.D. Bittner бір al./ Procedia Инженерлік 00 (2015) 000-000

Сілтемелер

[1]H. B. Джонсон, Minerals Подшипник фосфаты байыту өңдеу, Америка Құрама Штаттары Патенттік # 2,135,716, қараша, 1938

[2]H. B. Джонсон, Minerals Подшипник фосфаты байыту өңдеу, Америка Құрама Штаттары Патенттік # 2,197,865, сәуір, 1940.

[3]O.C. Ralston, Аралас Сусымалы қатты денелердің Электростатикалық бөлу, Elsevier баспа компаниясы, Басып шығару жүзеге, 1961.

[4]J.E. Lawver, Кенді байыту әдісі АҚШ патенттік 2723029 қараша 1955

[5]J.E. Lawver, байыту Металл емес минералдар. АҚШ патенттік 2,754,965 шілде 1956

[6]J.E. Lawver, Фосфоритті кен байыту АҚШ патенттік 3,225,923 Dec 1965

[7]C. C. аспаз, Байыту әдісі және Сондықтан аппараты, Америка Құрама Штаттары Патенттік # 2,738,067, наурыз, 1956

[8]J.E. Lawver, байыту Металл емес минералдар. АҚШ патенттік 2,805,769 қыркүйек 1957

[9]D. G. Freasby, фосфат және кальцит бөлшектердің еркін құлауы электростатикалық бөлу, Minerals ғылыми-зерттеу зертханасы жұмыс барысы туралы есеп, желтоқсан, 1966

[10]J.G. Groppo, Солтүстік Каролина фосфаттардың Электростатикалық бөлу, Солтүстік Каролина штаты Университетінің Minerals ғылыми-зерттеу зертханасы есеп

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, ХАНЫМ. Хуан, Run-ақ шахтасында жартастан фосфат малтатас құрғақ өндіру және тазарту, Америка Құрама Штаттары Патенттік # 3,806,046, сәуір 1974

[12]R. Brillante, C. DELFA, G.B. жәрдемақы, P. Carbini, L. талқандайтын, P. Saba1972 электростатикалық бөлу Кейбір сынау «карбонатты Кварцтан бар фосфаттар қолданылады, Халықаралық минералдық өңдеу конгресі, Кальяри университеті, Италия

[13]R. Brillante, М. Go, байыту селективті флотация немесе электростатикалық бөлу арқылы лин шөгінді фосфат кендерін, материалдары, FIPR конференция 1993, 135-146.

[14]R. Brillante, М. Go, G. Феррара бөлу бөлшектердің селективті tribocharging, KONA Опа мен бөлшектер журналы 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Хаммуда, A. E. Khazback, M.M. немесе, 1977 Абу Tartur Үстірт лин емес тотыққан кешенді фосфаттар жаңарту процесі

(Батыс шөл)«. Халықаралық минералдық өңдеу конференция.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A. E. Khazback, S.A. Хасан, электростатикалық бөлу арқылы фосфат кендерін жаңғырту, Минералды өңдеу өзгерту Аумақтар, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, фосфат кендерін Физикалық және термиялық өңдеу - шолу, Минералды өңдеу Халықаралық журналы, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Цзян пневматикалық Көлік, Флорида фосфат өнеркәсіп Triboelectric байыту, Қорытынды есеп фосфат зерттеулер Флорида институты үшін дайындалған, FIPR Жоба 01-02-149R, желтоқсан 2003.

[19]D. адам, М. Әл-Hwaiti, Айналмалы triboelectrostatic бөлгішті пайдаланып Eshidiya фосфориттердің байыту зерттеу, Тау-кен Ғылым және технология 20 (2010) б.т.. 357-364.

[20]S. The. егер, I.M. сұңқар, R.M.S. сұңқар, C.P, Бергманн, туралы triboelectrostatic концентрациясына техникалық-экономикалық негіздеме <105мкм фосфоритті кенді. Тау-кен және металлургия Оңтүстік Африка институтының журналы, мамыр 2012, 112, 341-345.

[21]А. Sobhy, D. адам, фосфат құрғақ байыту үшін инновациялық РТС технологиясы, SYMPHOS 2013 - 2ші Фосфат Өнеркәсіп инновациялар және технологиялар бойынша халықаралық симпозиум. Procedia инженерлік, Vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. үлкен, E. Ян, 2003. «EForce.- минералдар құм өнеркәсібі үшін электростатикалық бөлгіштің ең жаңа ұрпақ «. Ауыр Minerals конференция, Йоханнесбург, Тау-кен және металлургия Оңтүстік Африка институты.

[23]L. Брендтер, P-М. Beier жылы. Stahl,Электростатикалық бөлу, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]J.D. Bittner, F.J. Hrach, S.A. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, Майда пайдалы қазбаларды байыту үшін Triboelectric белдеуін бөлгіш, SYMPHOS 2013 - 2ші Фосфат Өнеркәсіп инновациялар және технологиялар бойынша халықаралық симпозиум. Procedia инженерлік, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, IC. Flynn, F.J. Hrach, пайдалы қазбаларды құрғақ triboelectric бөлу кеңейту өтініштер, XXVII Халықаралық минералдық өңдеу конгресінің материалдары - IMPC 2014, Сантьяго, Чили, Oct 20 - 24, 2014.