Eletrostático beneficiamento de minérios de fosfato: Revisão de trabalhos anteriores e discussão de um sistema de separação improvisados

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3rd Simpósio Internacional de Inovação e Tecnologia na Indústria do Fosfato

Beneficiamento eletrostático de oros fosfato: Revisão de trabalhos passados

e discussão de um sistema de separação melhorado

JD. Bittnerum, S.A.Gasiorowskium, F.J.Hrachum, H. Guicherdb*

umST Equiment and Technology LLC, Needham, Massachusetts, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA

BST equipamentos & Tecnologia LLC, Avignon, França

Resumo

O beneficiamento de oras fosfato por processos eletrostáticos secos tem sido tentado por vários pesquisadores desde a década de 1940. As razões subjacentes para o desenvolvimento de processos secos para a recuperação do fosfato são a quantidade limitada de água em algumas regiões áridas, os custos químicos de flutuação, e os custos de tratamento de águas residuais. Enquanto processos eletrostáticos não podem fornecer uma alternativa completa para flotação, pode ser apropriado como um suplemento para alguns fluxos como a redução de conteúdo multas/slimes de minério antes da flutuação, processamento de rejeitos da flotação para recuperação do produto perdido, e minimizando os impactos ambientais. Enquanto muito trabalho foi realizado usando ambos os rolos de alta tensão e separadores de queda livre em escalas de laboratório, a única evidência de instalação comercial é o circa 1940 Processo "Johnson" na Pierce Mine FL; Não há evidência na literatura do uso comercial atual de eletrostáticas, embora o forte interesse em processos secos continua para uso em regiões áridas. Os diversos projetos de pesquisa relatados enfatizam que a preparação de alimentos (temperatura, classificação de tamanho, agentes de condicionamento) tem um grande impacto no desempenho. Embora algumas boas separações tenham sido alcançadas removendo sílica de fosfatos, e com menos exemplos de calcite e dolomita de fosfato, os resultados são menos positivos quando múltiplas impurezas estão presentes. O trabalho de pesquisa continua a refinar ainda mais esses métodos, mas as limitações fundamentais nos sistemas eletrostáticos convencionais incluem baixa capacidade, a necessidade de múltiplos estágios para a atualização adequada do minério, e problemas operacionais causados por multas. Algumas dessas limitações podem ser superadas por processos eletrostáticos mais novos, incluindo um separador de correia triboelétrica.

© 2015 Os Autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Revisão por pares sob a responsabilidade do Comitê Científico da SYMPHOS 2015.

Palavras-chave: fosfato, Eletrostática; Separação; minerais; partículas finas; processo seco

*Autor Correspondente: Tel.: +33-4-8912-0306 E-mail Endereço: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Os Autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Revisão por pares sob responsabilidade do Comitê Científico da SYMPHOS 2015.

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1. Trabalho relatado sobre beneficiamento eletrostático de oros fosfato

A concentração de fosfato de orés naturais tem sido realizada por uma variedade de métodos usando quantidades às vezes substanciais de água. No entanto, devido à escassez de água em vários depósitos de fosfato ao redor do mundo, bem como o aumento dos custos de autorização e tratamento de águas residuais, o desenvolvimento de um efetivo, processo seco econômico é altamente desejável.

Métodos para o processamento eletroestático seco de oros fosfato foram propostos e demonstrados em pequenas escalas para mais de 70 anos. No entanto, aplicações comerciais desses métodos têm sido muito limitadas. O "processo Johnson" [1] foi usado comercialmente começando em 1938 por um período de tempo na fábrica da American Agricultural Chemical Company perto de Pierce Florida EUA. Este processo usou uma série muito complexa de eletrodos de rolo (Figura 1) para a concentração multiestágio de recuperação de fosfato de rejeitos de lavanda desemagrecido, pré-concentrados de flutuação, ou rejeitos de flutuação. Começando com 15.4% P2Ó5 e 57.3% material insolúvel nos rejeitos finos, através de uma combinação de classificação de tamanho, desliming, e pré-condicionamento dos rejeitos secos, o material com 33.7% P2Ó5 e apenas 6.2% insolúvel foi recuperado. Em outro exemplo, atualização de rejeitos de flotação com 2.91% P2Ó5 resultou em um produto de 26.7% P2Ó5 com um 80% Recuperação. Johnson observou que era necessário tratar os rejeitos de lavanda com reagentes químicos tipicamente usados na flotação fosfato para obter alto grau de fosfato e recuperação. Ele menciona especificamente a eficácia do óleo combustível e ácidos graxos como reagentes.

Figura 1, Aparelho de processo johnson e folha de fluxo patente dos EUA 2,135,716 e 2,197,865, 1940 [1][2]

Enquanto esta instalação comercial é citada na literatura como começando sobre 1938, não está claro como extensivamente ou por quanto tempo este processo foi usado. Em seu resumo do status das separações eletrostáticas até 1961, Ó. C. Ralston

[3]escreve que cinco grandes separadores Johnson foram instalados cada processamento sobre 10 toneladas/rh de -20 alimentação de malha. Cada separador foi 10 rola alto com a tensão aplicada de 20 kV. Nenhum outro concentrador de fosfato em escala comercial usando eletrostáticos foi instalado na Flórida de acordo com Ralston. Com base na descrição do equipamento de processo, os autores

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concluíram que a capacidade global do processo era bastante baixa em relação à capacidade de outros processos, como flotação molhada. A baixa capacidade e os custos de secagem do minério de ração da mineração úmida na Flórida são provavelmente a razão para limitar a aplicação adicional do processo nas década de 1940 e 1950.

Nas décadas de 1950 e 1960 trabalhadores para minerais internacionais & Corporação de Produtos Químicos (Cmi) examinou a aplicação de processos secos de separação eletrostática para beneficiamento mineral. O processamento de minério de fosfato floridiano era de particular interesse para a IMC. O trabalho da IMC utilizou um desenho separador de queda livre às vezes com carregamento de partículas aprimorado passando por um agitador ou impactor, como um martelo ou moinho de vara. [4] Uma patente subseqüente [5] incluiu algum aprimoramento da separação usando carregadores de diferentes materiais, embora a patente final na série

[6]concluiu que carregamento de contato de partículas a uma temperatura elevada (>70° f) foi mais eficaz do que usar um sistema de carregador. Exemplos representativos de resultados relatados nestas patentes são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1. Resultados reportados da International Minerals & Patentes químicas 1955-1965

As várias patentes da IMC examinaram a influência do tamanho das partículas, incluindo o processamento de vários cortes de tela independentemente, embora pouco trabalho envolvido muito bem (<45 µm) Partículas. O condicionamento da amostra variou amplamente, incluindo ajuste de temperatura, pré lavagem e secagem, e diferentes métodos de secagem (secagem indireta, secagem flash, lâmpadas de calor com faixas específicas de comprimento de onda IR). Diferentes impurezas (i.. silicatos versus carbonatos) exigiu diferentes métodos de manuseio e pré-tratamento para otimizar a separação. Embora esteja claro pelas descrições das patentes que a IMC estava tentando desenvolver um processo de escala comercial, exame da literatura não indica que tal instalação já foi construída e operada em qualquer site da IMC.

Na década de 1960, o trabalho especificamente sobre carbonato contendo minérios fosfato da Carolina do Norte foi realizado no Laboratório de Pesquisa de Minerais da Universidade Estadual da Carolina do Norte, [9] Usando um separador de queda livre em escala de laboratório e uma mistura sintética de carbonato de casca moída e flosposo concentrado em uma faixa de tamanho muito estreita (-20Para +48 malha), a pesquisa mostrou que o pré-condicionamento o material com um esfoliante ácido ou ácidos graxos influenciou a carga relativa do fosfato como positivo ou negativo. Separações relativamente acentuadas foram obtidas. No entanto, ao usar um minério natural contendo uma quantidade considerável de multas, apenas separações pobres eram possíveis. A melhor separação relatada de um resíduo de atualização de flotação com um P inicial2Ó5 concentração de 8.2% recuperou um produto de 22.1% P2Ó5. Nenhum nível de recuperação foi relatado. Nomeadamente, uma das dificuldades relatadas foi um acúmulo de multas sobre os eletrodos separadores.

Trabalho adicional na separação eletrostática do fosfato da Carolina do Norte usando um separador tipo rolo de alta tensão

[10]concluiu que, enquanto a separação de fosfato e quartzo era possível, custo de secagem era proibitivo. No entanto, dado que os oros de fosfato calcinado estão secos, os pesquisadores sugeriram que a separação eletrostática de tais ores pode ser possível. A separação dos fosfatos calcinados foi ruim no trabalho relatado. A separação parecia estar relacionada ao tamanho das partículas em vez da composição. As melhorias sugeridas incluíram o uso de outros sistemas de separação eletrostática, reagentes para melhorar características de carregamento de partículas e dimensionamento de tela muito próximo de materiais. Não há nenhuma evidência de que qualquer o trabalho de acompanhamento foi realizado neste projeto.

Um pouco mais cedo trabalho usando separadores de rolo de alta tensão [11] com sucesso removidos compostos de alumínio e ferro de minério de execução de mina da Flórida. O minério foi seco, Esmagado, e cuidadosamente dimensionado antes da separação. O P2Ó5 concentração foi aumentada marginalmente de 30.1% Para 30.6% mas a remoção dos compostos Al e Fe permitiu uma recuperação muito melhor subseqüente por métodos de flutuação. Este trabalho ilustrou o uso de um separador eletrostático para resolver um problema com um minério específico que limitava o processamento convencional molhado.

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Junto com as investigações sobre a separação de muitos outros materiais, Ciccu e colegas de trabalho testaram a separação de uma variedade de oros fosfatos, incluindo fontes da Índia, Argélia, Tunísia, e Angola. [12] A separação eletrostática foi de interesse como alternativa à flotação do ponto de vista econômico devido ao fato de que grandes depósitos de fosfatos são encontrados em regiões áridas. [13] Usando separadores de queda livre em escala de laboratório com um "turbocompressor", esses pesquisadores foram capazes de obter resultados de separação semelhantes aos processos de flotação de oras com composições gangues relativamente simples. Especificamente, eles descobriram que o fosfato cobrado positivamente na presença de sílica, mas negativo na presença de calcite. No entanto, se o minério contivesse quantidades significativas de sílica e carbonato, a separação eletrostática foi fraca e os processos de flotação mostraram-se mais flexíveis para a obtenção de separações práticas. A partir de estudos dos efeitos do turbocompressor no carregamento de partículas individuais, esses pesquisadores concluíram que o material da gangue carregado principalmente pelo contato partícula-partícula em vez de contato com as superfícies do turbocompressor. [13] [14] O carregamento também foi altamente sensível à temperatura do material, com boa separação só pode ser obtida acima de 100°C. Além disso, a presença de material fino causou problemas no separador e bons resultados dependem do dimensionamento cuidadoso de partículas em até três faixas de tamanho antes da separação. Um resumo dos resultados desse grupo é apresentado na Tabela 2. Sem completa- aplicativos de escala parecem ter sido implementados com base neste trabalho.

Tabela 2. Resultados reportados do Ciccu, Et. Al. de separadores de queda livre em escala de laboratório

A separação eletrostática de um minério egípcio foi estudada por Hammoud, et al. usando um separador de queda livre em escala de laboratório. [15] O minério utilizado continha principalmente sílica e outros insolúveis com um P inicial2Ó5 concentração de 27.5%. O produto recuperado tinha um P2Ó5 concentração de 33% com um 71.5% Recuperação.

Um estudo adicional de um minério egípcio com gangue principalmente siliceous foi conduzido por Abouzeid, et al. usando um separador de rolo de laboratório. [16] Os pesquisadores buscaram especificamente identificar técnicas secas para concentrar e/ou despoeirar os oros fosfato em distritos com escassez de água. Este estudo obteve um produto com 30% P2Ó5 a partir de um material de alimentação com 18.2 % P2Ó5 com uma recuperação de 76.3 % depois de um dimensionamento cuidadoso de material para uma faixa estreita entre 0.20 mm e 0.09 mm.

Em um artigo de revisão subseqüente cobrindo toda a gama de processos de beneficiamento para recuperação de fosfato, Abouzeid relatou que, enquanto as técnicas de separação eletrostática foram bem sucedidas na atualização de minérios fosfato, removendo sílica e carbonatos, a baixa capacidade dos separadores disponíveis limitou seu uso para a produção comercial. [17]

A separação eletrostática dos ores da Flórida foi estudada recentemente por Stencel e Jian usando um fluxo de laboratório livre- separador de queda. [18] O objetivo era identificar um esquema de processamento alternativo ou suplementar aos sistemas de flotação de longa duração, uma vez que a flotação não poderia ser utilizada no material menor que 105 µm. Este bom material foi simplesmente aterro, resultando em uma perda de quase 30% do fosfato originalmente minado. Eles testaram minério cru desemagrecido, alimentação de flutuação fina, mais áspero concentrado de flutuação, e concentrados finais de flutuação obtidos de duas plantas de processamento na Flórida a taxas de alimentação até 14 kg/hora em um separador em escala de laboratório. Bons resultados de separação foram relatados com a alimentação de flutuação fina (+0.1 mm; ~12% P2Ó5) de uma fonte que foi atualizada para 21-23% P2Ó5 em duas passagens com 81- 87% P2Ó5 recuperação, rejeitando principalmente sílica insolúvel. Resultados semelhantes foram obtidos ao fazer o transporte da ração usando um tubo de transporte pneumático ou um carregador de tribo rotativo.

A pesquisa mais recente relatada sobre a separação eletrostática dos oras fosfato envolveu sistemas projetados para otimizar melhor o carregamento dos materiais antes da introdução em um separador de quedas livres, Tao e Al-Hwaiti [19] identificaram que não houve uso comercial de eletrostáticas para beneficiamento fosfato devido aos sistemas baixos

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Transferência, baixa eficiência e a necessidade de trabalhar com distribuições estreitas de tamanho de partículas. Esses pesquisadores buscaram especificamente superar a baixa densidade de carga de partículas associada a sistemas dependentes da partícula para contato de partículas ou impacto em um simples sistema de carregamento. Trabalhando com um minério jordaniano com principalmente sílica gangue, o material foi esmagado para -1.53 mm e cuidadosamente se recusou a remover material abaixo 0.045 mm. Um pequeno separador de queda livre em escala de laboratório foi equipado com um carregador rotativo recém-projetado projetado com um cilindro estacionário e um tambor rotativo, ou carregador, e um espaço anular entre. Uma fonte de alimentação externa foi usada para aplicar um potencial elétrico entre o tambor rotativo rápido e o cilindro estacionário. Depois de carregar por contato com o tambor rotativo, as partículas passam para um separador convencional de queda livre. Trabalhando com 100 tamanho do lote grama e começando com uma ração p recusado2Ó5 conteúdo de 23.8%, depois de dois passa um concentrado com até 32.11% P2Ó5 foi recuperado, embora apenas com uma recuperação geral de 29%.

Em um esforço para beneficiá-lo multas de fosfato (< 0.1 mm), Bada et al. empregou um separador de queda livre com um sistema de carregamento rotativo muito semelhante ao de Tao.[20]. O material inicial era de um concentrado de flutuação contendo multas com um P2Ó5 de 28.5%. Um produto de 34.2% P2Ó5 foi recuperado, mas novamente com uma baixa taxa de recuperação de 33.4%.

Este "separador de queda livre triboeletrostática rotativa" foi novamente aplicado ao beneficiamento seco de fosfatos por Sobhy e Tao. [21] Trabalhando com uma pedra de fosfato dolomítico esmagado da Flórida com uma faixa de tamanho de partícula muito ampla (1.25 mm – <0.010 mm), um concentrado de fosfato com 1.8% MgO e 47% P2Ó5 recuperação foi produzido a partir de uma alimentação começando com aproximadamente 23% P2Ó5 e 2.3% Mgo. Os resultados ótimos no dispositivo em escala de laboratório foram obtidos na alimentação 9 kg/h e – 3kV aplicados ao carregador rotativo. A eficiência da separação foi relatada como limitada tanto pela má liberação de material nas grandes partículas quanto pela interferência de diferentes tamanhos de partículas na câmara de separação.

Melhores resultados foram obtidos ao processar uma amostra de alimentação de flotação com a distribuição mais estreita do tamanho das partículas 1 Para 0.1 mm. Com um P inicial2Ó5 conteúdo de aproximadamente 10%, amostras de produtos foram obtidas com aproximadamente 25% P2Ó5 conteúdo, P2Ó5 recuperação de 90%, e rejeição de 85% do quartzo. Isso demonstrou que a eficiência foi notada como muito melhor do que a obtida com um separador de queda livre com um sistema de carregamento mais convencional, como usado pela Stencel [18] demonstrando a vantagem do carregador rotativo recém-projetado. Processando um concentrado de flutuação contendo 31.7% P2Ó5 resultou em um produto maior do que 35% P2Ó5 com uma recuperação de 82%. Esta atualização foi notada como melhor do que possível por flotação.

Este separador de escala de laboratório com uma largura do sistema de separação de 7.5 cm foi descrito como tendo uma capacidade de 25 kg/h, equivalente a 1/3 tonelada/hr/metro de largura. No entanto, os efeitos relatados da taxa de alimentação na eficiência da separação mostraram que separações ideais foram obtidas apenas em 9 kg/h ou pouco mais de um terço da capacidade nominal do sistema.

Geral, trabalhos anteriores sobre atualização eletrostática de oras fosfato foram limitados pela carga relativa de gangue complexa e a influência prejudicial dos efeitos do tamanho das partículas, em particular, o efeito das multas. A grande maioria dos trabalhos envolvia apenas equipamentos de escala laboratorial sem validação dessa escala comercial, equipamentos continuamente operados poderiam ser usados. Além disso, as baixas capacidades dos equipamentos de processo eletrostático disponíveis tornaram as aplicações comerciais pouco econômicas.

2. Limitações dos processos convencionais de separação eletrostática

Sistemas de separação eletrostática de rolo de alta tensão usados por Groppo [10] e Kouloheris et al. [11] são comumente usados para atualizar uma variedade de materiais quando um componente é mais condutivo do que outros. Nestes processos, o material deve entrar em contato com um tambor aterrada ou placa normalmente após o material partículas são carregadas negativamente por uma descarga de corona ionizante. Materiais condutores perderão sua carga rapidamente e ser lançadas a partir do tambor. O não- O material condutor continua a ser atraído para o tambor, uma vez que a carga se dissipará mais lentamente e cairá ou será escovada do tambor após a separação do material condutor.

O diagrama a seguir (Figura 2) ilustra as características fundamentais deste tipo de separador. Esses processos são

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limitado em capacidade devido ao contato necessário de cada partícula para o tambor ou placa. A eficácia desses separadores de rolo de tambor também são limitadas a partículas de cerca de 0,1 mm ou mais de tamanho devido tanto à necessidade de contato com a placa aterrada quanto à dinâmica de fluxo de partículas necessária. Partículas de diferentes tamanhos também terá dinâmica de fluxo diferentes devido aos efeitos de inércia e irão resultar em separação degradada.

Figura 2: Tambor separador eletrostático (Elder e Yan, 2003 [22]

A tentativa limitada de aplicação ao beneficiamento do fosfato deve-se à natureza não condutiva tanto dos fosfatos quanto do material típico da gangue. Kouloheris observou principalmente alguma remoção de ferro e alumínio contendo partículas que, devido à sua natureza condutiva, são "jogados" do rolo. A presença desse tipo de material em oras fosfato não é comum. Groppo observou que o único material que foi "fixado" no rolo como um "não condutor" foram multas, indicando uma separação por tamanho de partícula em vez de composição material. [9] Com possíveis raras exceções, os ores fosfato não são passíveis de benefício por separadores de rolos de alta tensão.

Separadores de rolos de tambor também têm sido utilizados em configurações que dependem do carregamento triboelétrico de partículas em vez de carregamento induzido pela ionização induzida por um campo de alta tensão. Um ou mais eletrodos posicionados acima do tambor, como o eletrodo "estático" ilustrado em Figura 2, são utilizados para "levantar" partículas de carga oposta da superfície do tambor. Tal sistema foi usado por Abouzeid, et al. [16] que descobriu que a eficiência da separação foi alterada dependendo da polaridade e aplicou uma tensão dos eletrodos estáticos. O Processo Johnson [1] usou outra variação de um separador de rolo de tambor. No entanto, a capacidade limitada e a eficiência de um único sistema de rolo leva aos sistemas muito complexos, como ilustrado em Figura 1. Como dito acima, parece que essa complexidade e ineficiência geral do processo limitaram severamente sua aplicação.

Triboelectrostatic separações não estão limitadas a separação do condutor / materiais não condutores, mas dependem do fenômeno da transferência de carga pelo contato atrito de materiais com química superficial diferente. Este fenômeno tem sido usado em processos de separação de "queda livre" por décadas. Tal processo é ilustrado na figura 3. Componentes de uma mistura de partículas primeiro desenvolvem diferentes acusações por contacto com uma superfície de metal, como em um tribo-charger, ou por partícula para contato de partículas, como em um dispositivo de alimentação fluidizada. À medida que as partículas caem através do

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campo elétrico na zona de eletrodos, trajetória do cada partícula é desviada em direção ao eletrodo de carga oposta. Depois de uma certa distância, caixas de coleção são empregadas para separar os fluxos. Instalações típicas exigem múltiplos estágios de separador com reciclagem da fração mediano. Alguns dispositivos usam um fluxo constante de gás para auxiliar o transporte das partículas através da zona de eletrodo.

Figura 5: Separador triboeletrostático "queda livre"

Em vez de depender apenas de partícula para contato de partículas para induzir transferência de carga, muitos sistemas deste tipo usam uma seção "carregador" composta de um material selecionado com ou sem tensão aplicada para melhorar o carregamento de partículas. Na década de 1950, Lawver investigou o uso de vários dispositivos, incluindo uma fábrica de martelos e uma fábrica de varas para recarregar material entre as fases de separação [4] bem como carregadores de placas simples de vários materiais. [5] [6] No entanto, Lawver concluiu que a temperatura do material era de importância predominante e a transferência de carga de partículas-partículas acima da temperatura ambiente proporcionou melhores resultados do que o uso de um carregador. Ciccu et al. [12] investigou o grau relativo de transferência de carga e concluiu que o material de gangue menor adquiriu carga principalmente através do contato partícula-partícula devido à baixa probabilidade de freqüência de impacto com uma placa de carregador. Isso ilustra uma limitação ao uso de sistemas de carregadores: todas as partículas devem entrar em contato com a superfície do carregador para que a taxa de alimentação deve ser relativamente baixa. O contato pode ser melhorado usando condições turbulentas para transportar o material ou usando um carregador móvel de grande área de superfície. O recente trabalho de Tao [19] e Bada [20] e Sobhy [21] usar um carregador rotativo especialmente projetado com tensão aplicada, mas apenas em um separador de laboratório de pequena escala. Embora este design melhorado do carregador tenha se mostrado superior aos sistemas mais antigos, capacidades de processamento demonstradas desses sistemas ainda são bastante baixas. [21]

Este tipo de separador de queda livre também tem limitações no tamanho das partículas do material que pode ser processado. O fluxo dentro da zona do eletrodo deve ser controlado para minimizar a turbulência para evitar a "mancha" da separação. A trajetória de partículas finas são mais efetuado pela turbulência desde a aerodinâmica forças de arraste em partículas finas são muito maiores que as forças gravitacionais e eletrostáticas. Este problema pode ser superado até certo ponto se o material com faixa de tamanho de partícula relativamente estreita for processado. Grande parte das pesquisas discutidas acima incluiu material de pré-triagem em diferentes faixas de tamanho, a fim de otimizar a separação. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] O

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diferença de 8 Para 20 kV. O cinto de segurança, que é feita de um plástico não condutor, se trata de uma grande malha com 60% zona aberta. As partículas podem facilmente passar pelos buracos no cinto. Na entrada a lacuna entre os eletrodos as partículas carregadas negativamente são atraídas pelas forças de campo elétrico para os eletrodos positivos inferior. As partículas positivamente carregadas são atraídas para o eletrodo carregado negativamente top. A velocidade da correia loop contínuo é variável de 4 até 20m/s. A geometria dos fios de direção cruzada serve para varrer as partículas dos eletrodos movendo-as em direção à extremidade adequada do separador e de volta para a zona de cisalhamento alta entre as seções opostas do cinto. Porque o número densidade de partículas é tão elevado dentro a lacuna entre os eletrodos (aproximadamente um- terceiro o volume é ocupado por partículas) e o fluxo é agitado vigorosamente, Há muitas colisões entre partículas e carregamento ideal ocorre continuamente em toda a zona de separação. O fluxo contracorrente induzida pelas seções cinto oposta em movimento e o re-carregamento contínuo e re-separação cria uma separação de vários estágios atual contador dentro de um único aparelho. Este carregamento contínuo e recarga de partículas dentro do separador elimina qualquer sistema de "carregador" necessário antes de introduzir material no separador, removendo assim uma limitação séria sobre a capacidade de outros separadores eletrostáticos. A saída deste separador é dois córregos, um concentrado e um resíduo, sem um fluxo de sêmea. A eficiência deste separador foi mostrada para ser equivalente a aproximadamente três fases de separação de queda livre com sêmea reciclar.

Mineral A End

Figura 7: Fundamentos do Separador de Correia STET

A separação altamente eficiente de partículas menos do que 0.5 mm faz desta uma opção ideal e comprovada para a separação de multas (Poeira) de uma operação de moagem a seco de potássio. O separador STET pode processar uma ampla gama de tamanhos de partículas de forma eficiente sem a necessidade de classificação em faixas de tamanho estreito. Por causa da agitação vigorosa, a alta taxa de cisalhamento entre os cintos móveis, e a capacidade de lidar com partículas muito finas (<0.001 mm) o separador ST pode ser eficaz na separação de slimes de minério fosfato onde outros separadores eletrostáticos falharam.

3.1 Capital e custos operacionais

Um comparativo de custo estudo foi encomendado pela STET e conduzido por Soutex Inc. [25] Soutex é que um Quebec Canadá baseado empresa de engenharia com vasta experiência em flotação molhada e avaliação do processo de separação eletrostática e projeto. O estudo comparou o capital e os custos operacionais do processo de separação triboelectrostatic cinto de flutuação de espuma convencional para o beneficiamento de um minério de barita de baixo grau. Os custos operacionais foram estimados para incluir a exploração do trabalho, manutenção, energia (elétrica e combustível), e consumíveis (ex., custos de reagente químico para flotação). Os custos de entrada foram baseados em valores típicos para uma planta hipotética, localizado perto da montanha batalha, Nevada-EUA. O custo total de propriedade mais de dez anos foi calculado a partir do custo de capital e operacional, assumindo uma

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8% taxa de desconto. Os resultados da comparação de custo estão presentes como porcentagens relativas na tabela 3. Tabela 3. Comparação de custo para processamento de barita

O custo total da compra de bens de equipamento para o processo de separação do cinto de triboelectrostatic é ligeiramente menor do que para flotação. No entanto, quando o total das despesas de capital é calculado para incluem a instalação de equipamentos, custos de tubulação e elétricos, e o processo de custos de construção, a diferença é grande. O custo total de capital para o processo de separação do cinto triboeletrostático é 63.2% do custo do processo de flotação. O custo significativamente menor para o processo seco resulta da folha de fluxo mais simples. Os custos operacionais para o processo de separação do cinto de triboelectrostatic é 75.5% do processo de flotação, devido principalmente a reduzir os requisitos de pessoal operacional e baixo consumo de energia.

O custo total de Propriedade do processo de separação de triboelectrostatic cinto é significativamente menos do que para flotação. O autor do estudo, Soutex Inc., concluiu que o processo de separação do cinto de triboelectrostatic oferece vantagens óbvias em CAPEX, OPEX, e simplicidade operacional.

4. Resumo

Embora o beneficiamento de ores fosfato por processos eletrostáticos secos tenha sido tentado por vários pesquisadores desde a década de 1940, houve um uso muito limitado desses processos em escala comercial. O sucesso limitado deveu-se a uma variedade de fatores atribuíveis aos projetos de sistemas separadores e à complexidade dos orés.

Preparação de ração (temperatura, classificação de tamanho, agentes de condicionamento) tem um grande impacto no desempenho dos sistemas de separação. Oportunidades para mais trabalho nessa área, em particular a exploração de agentes de condicionamento químico para melhorar o carregamento diferencial de partículas para permitir maior eficiência na posterior separação. O uso de tais agentes modificadores de carga pode resultar em processos que podem beneficiá-lo com sucesso com material de gangue complexo, incluindo silicatos e carbonatos.

Enquanto o trabalho continua a refinar ainda mais esses métodos, limitações fundamentais sobre os sistemas eletrostáticos convencionais incluem capacidade, o necessário para múltiplos estágios para a atualização adequada do minério, e problemas operacionais causados por multas. A fim de aplicações viáveis em escala comercial das técnicas de laboratório demonstradas, melhorias significativas devem ser feitas para garantir confiável, operação contínua sem degradação de eficiência.

O separador triboelétrico STET fornece à indústria de processamento mineral um meio de beneficiamento de materiais finos com uma tecnologia totalmente seca. O processo ambientalmente amigável pode eliminar processamento molhado e necessária a secagem do material final. O processo STET opera em alta capacidade – até 40 toneladas / hora por uma máquina compacta. O separador STET pode processar uma ampla gama de tamanhos de partículas de forma eficiente sem a necessidade de classificação em faixas de tamanho estreito. Por causa da agitação vigorosa, a alta taxa de cisalhamento entre os cintos móveis, e a capacidade de lidar com partículas muito finas (<0.001 mm) o separador STET pode ser eficaz na separação de slimes de oras fosfato onde outros separadores eletrostáticos falharam. Consumo de energia é baixo, aproximadamente 1-2 kWh/toneladas de material processado. Uma vez que a emissão apenas potencial do processo é poeira, permitir é tipicamente relativamente fácil.

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Referências

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