Elektrostatike Beneficiation e fosfatit Ores: Shqyrtimi i punës së kaluar dhe diskutimi i një Sistemi improvizuar Ndarja

Në dispozicion online në www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3rd International Simpoziumi për Inovacionin dhe Teknologjinë në Industrisë Fosfat

beneficiation elektrostatike e ores fosfat: Rishikimi i punës së kaluar

dhe diskutimi i një sistemi të përmirësuar të ndarjes

J.D. Bittnernjë, S.A.Gasiorowskinjë, F.J.Hrachnjë, H. Guicherdb *

njëST paisje speciale dhe Teknologjisë LLC, Needham, Massachusetts, SHBA

bST Pajisje & Teknologji LLC, Avignon, Francë

abstrakt

Beneficiation e mineraleve fosfat nga proceset e thatë elektrostatike është tentuar nga studiues të ndryshëm që nga viti 1940. Arsyet themelore për zhvillimin e proceseve të thatë për shërim fosfat janë sasi të kufizuar të ujit në disa rajone të thata, kostot e kimike notim, dhe kostot e trajtimit të ujërave të zeza. Ndërsa proceset elektrostatike nuk mund të japë një alternativë të plotë për flotacion, ajo mund të jetë e përshtatshme si një shtojcë për disa përrenj të tilla si reduktimin gjoba / slimes përmbajtjen e mineralit para flotacion, përpunimi i mbetjeve notim për rimëkëmbjen e produktit të humbur, dhe minimizimin e ndikimeve në mjedis. Ndërsa shumë punë është kryer duke përdorur dy rul lartë tensioni dhe Freefall ndarësit në shkallë laboratorike, e vetmja provë e instalimit komerciale është rreth 1940 Procesi i "Johnson" në Pierce Mine FL; Nuk ka asnjë dëshmi në literaturën e përdorimit aktual komercial të elektrostatikë, edhe pse interes të fortë në proceset e thatë vazhdon për përdorim në rajonet e thatë. Projektet e ndryshme kërkimore raportuara theksojmë se përgatitja ushqim (temperaturë, Klasifikimi madhësia, agjentë të kondicionuar) kanë një ndikim të madh në performancën. Ndërsa disa ndarje të mira janë arritur duke hequr silicë nga fosfateve, dhe me shembuj më pak të calcite dhe dolomite nga fosfat, rezultatet janë më pak pozitive kur papastërti të shumta janë të pranishme. puna kërkimore vazhdon të përsosin më tej këto metoda, por kufizimet themelore mbi sistemet konvencionale elektrostatike përfshijnë kapacitet të ulët, nevoja për faza të shumta për përmirësimin adekuat të mineralit, dhe problemet operative të shkaktuara nga gjobat. Disa nga këto kufizime mund të tejkalohen nga proceset më të reja elektrostatike, duke përfshirë një ndarës rrip triboelectric.

© 2015 Autorët. Publikuar nga Elsevier Ltd.

Peer-shqyrtim nën përgjegjësinë e Komitetit Shkencor të SYMPHOS 2015.

Keywords: fosfat, elektrostatike; ndarje; minerale; grimcat e imta; procesi i thatë

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

1877-7058 © 2015 Autorët. Publikuar nga Elsevier Ltd.

Peer-shqyrtim nën përgjegjësinë e Komitetit Shkencor të SYMPHOS 2015.

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

1. Puna është raportuar në Beneficiation elektrostatike e mineraleve fosfat

përqendrimi Fosfat nga mineraleve natyrore ka kohë që janë kryer nga një shumëllojshmëri e metodave, duke përdorur sasi të ndonjëherë të konsiderueshme të ujit. megjithatë, për shkak të mungesës së ujit në depozitave të ndryshme fosfat nëpër botë, si dhe rritjen e kostot e lejimit dhe të trajtimit të ujërave të zeza, zhvillimi i një efektiv, Procesi ekonomik thatë është shumë e dëshirueshme.

Metodat për përpunimin e thatë elektrostatike e mineraleve fosfat janë propozuar dhe demonstruar në shkallë të vogla për më shumë se 70 vjet. megjithatë, aplikimet komerciale nga këto metoda janë shumë të kufizuara. "Procesi Johnson" [1] është përdorur komercialisht duke filluar në 1938 për një periudhë kohe në uzinën e American bujqësore Chemical Company afërt Pierce Florida USA. Ky proces përdoret një seri shumë të ndërlikuar të elektrodave rul (figurë 1) për fazën koncentrim multi e rikuperimit fosfat nga mbetje deslimed washery, notim para-koncentratet, ose mbetje notim. Duke filluar me 15.4% P2O5 dhe 57.3% material pazgjidhshëm në mbeturina gjobë, përmes një kombinimi të klasifikimit madhësisë, desliming, dhe preconditioning e mbetjeve të thata, materiali me 33.7% P2O5 dhe vetëm 6.2% pazgjidhshëm ishte shëruar. Në një shembull tjetër, përmirësimi i mbetjeve notim me 2.91% P2O5 rezultoi në një produkt të 26.7% P2O5 me një 80% shërim. Johnson vërejtur se ishte e nevojshme për të trajtuar mbeturinat washery me reagents kimike që përdoren zakonisht në flotacion fosfat për të marrë klasën e lartë fosfat dhe shërim. Ai përmend në mënyrë specifike efektivitetin e acideve yndyrore të naftës e karburantit dhe si reagents.

figurë 1, Patent Johnson aparat proces dhe fletë rrjedhës SHBA 2,135,716 dhe 2,197,865, 1940 [1][2]

Ndërsa ky instalim komerciale është përmendur në literaturë si duke filluar rreth 1938, nuk është e qartë se si gjerësisht ose për sa kohë është përdorur ky proces. Në përmbledhjen e tij të statusit të ndarjeve elektrostatike deri në 1961, O. C. Ralston

[3]shkruan se pesë separators mëdha Johnson janë instaluar çdo përpunimi për 10 ton / orë e -20 rrjetë ushqim. Çdo separator ishte 10 rrotullon lartë me tension aplikuar të 20 kV. Asnjë tjetër concentrators fosfat komerciale në shkallë të përdorur elektrostatikë janë instaluar në Florida sipas Ralston. Në bazë të përshkrimit të pajisjeve të procesit, autorët

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

kanë arritur në përfundimin se kapaciteti i përgjithshëm i procesit ka qenë mjaft i ulët në lidhje me cilësinë e proceseve të tjera, tilla notim si lagësht. kapaciteti i ulët dhe kostot e tharje ore ushqyer nga minierat lagësht në Florida kanë gjasa arsyeja për kufizimin e aplikimit të mëtejshëm të procesit në vitet 1940 dhe 1950.

Në 1950 dhe 1960 punëtorë për Minerale Ndërkombëtare & Kimikatet Corporation (KPM) shqyrtoi aplikimin e proceseve të thatë ndarjes elektrostatike për Beneficiation mineral. Floridian përpunimit ore fosfat ishte me interes të veçantë për BNK. Puna KPM përdorur një dizajn të lirë vjeshtë ndarës nganjëherë me pjesëz Karikimi i rritur duke kaluar përmes një agjitator apo Impactor të tilla si një mulli çekan apo shufra. [4] Një patentë e mëvonshme [5] përfshirë disa zgjerimin e ndarjes duke përdorur legena prej materialeve të ndryshme, edhe pse patentë fundit në serinë

[6]arriti në përfundimin se kontakt grimcë ngarkuar në një temperaturë të ngritur (>70° F) ishte më efektive se sa duke përdorur një sistem ngarkuesin. Shembuj përfaqësues të rezultateve të raportuara në këto patenta janë paraqitur në tabelën 1.

tabelë 1. Rezultatet e raportuara nga mineralet Ndërkombëtare & Kimikatet Patenta 1955-1965

Patentat ndryshme KPM-së shqyrtoi ndikimin e madhësisë së grimcave, duke përfshirë përpunimin e shkurtimeve të ndryshme ekran në mënyrë të pavarur, edhe pse pak punë të përfshirë shumë të mirë (<45 mM) particles. Mostra conditioning ndryshonin gjerësisht, duke përfshirë rregullim temperature, larjen e para dhe tharja, dhe metodat e ndryshme tharje (tharje indirekt, flash tharje, llambat nxehtësisë me vargjet gjatësi vale IR specifik). papastërtitë e ndryshme (i.e. silikate kundrejt karbonateve) kërkuara trajtimit dhe paratrajtimi metoda të ndryshme të zgjedh ndarjen. Ndërsa është e qartë nga përshkrimet patentë që KPM u përpjekur për të zhvilluar një proces shkallë tregtare, shqyrtimi i literaturës nuk tregon se një instalim i tillë është ndërtuar ndonjëherë dhe operohet në çdo vend të KPM-së.

Në punën e 1960-së në mënyrë specifike në karbonat përmban ores fosfat nga Karolina e Veriut është kryer në Laboratorin North Carolina State University Minerals Kërkimit, [9] Duke përdorur një freefall ndarës shkallë laboratorike dhe një përzierje sintetike e karbonat shell tokë dhe fosfat koncentrat guralecë flotacion në një gamë shumë të ngushtë të madhësisë (-20te +48 rrjetë), Hulumtimi tregoi se preconditioning materiali me një pastrim ose yndyrore acid acideve ndikuar ngarkuar relative të fosfat si pozitive ose negative. Relativisht ndarje të mprehta janë marrë. megjithatë, kur duke përdorur një mineral natyror që përmban një sasi të konsiderueshme e gjobave, vetëm ndarje varfër të ishte e mundur. Ndarja më e mirë transmetuar nga një tepricë prej përmirësimit notim me një P fillestar2O5 përqendrimi i 8.2% mbulohen një produkt i 22.1% P2O5. Ka nivel shërim është raportuar. sidomos, një nga vështirësitë e raportuara ishte një ndërtuar-up e gjobave në elektroda ndarës.

punë shtesë në ndarjen elektrostatike e North Carolina fosfat përdorur një tension të lartë të tipit rul ndarës

[10]arriti në përfundimin se ndërsa ndarja e fosfat dhe kuarc ishte e mundur, tharje kosto ishte penguese. megjithatë, duke ditur se ores kalcinuar fosfat janë të thatë, Kërkuesit sugjeruar se ndarja elektrostatike e mineraleve të tilla mund të jetë e mundur. Ndarja e fosfateve kalcinuar ishte i dobët në punën raportuar. Ndarja duket të jetë e lidhur me madhësi grimce më tepër se përbërja. përmirësimet e sugjeruara përfshinin përdorimin e sistemeve të tjera elektrostatike ndarjes, reagents për të rritur grimcë akuzuar karakteristikat dhe ekran shumë të ngushtë sizing e materialeve. Nuk ka asnjë dëshmi se çdo ndjekin-up puna është kryer në këtë projekt.

Disi puna më herët duke përdorur separators rul lartë tensioni [11] hequr me sukses alumini dhe hekuri komponimet nga drejtuar-of-imi ore nga Florida. Ore u tharë, i grimcuar, dhe mesme kujdes para ndarjes. P2O5 përqendrimi është rritur pak nga 30.1% te 30.6% por heqja e Al dhe Fe komponimeve mundësuar një rikthim të shumë më të mirë të mëvonshëm nga metodat notim. Kjo punë ilustruar përdorimin e një ndarës elektrostatike për të trajtuar një problem me një mineral të veçantë që të kufizuar të përpunimit konvencionale lagësht.

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

Së bashku me hetimet në ndarjen e shumë materiale të tjera, Ciccu dhe bashkë-punëtorëve testuar ndarjen e një shumëllojshmëri të mineraleve fosfat, duke përfshirë burime nga India, Algjeri, Tunizi, dhe Angola. [12] ndarja elektrostatike ishte me interes, si një alternativë për flotacion nga pikëpamja ekonomike për shkak të faktit se depozitat e mëdha të fosfateve janë gjetur në rajonet e thatë. [13] Përdorimi laborator-shkallë separators lirë të rrëzohen bashkë me një "turbocharger", këto hulumtuesit ishin në gjendje për të arritur rezultate ndarje të ngjashme me proceset notim nga mineraleve me kompozime relativisht të thjeshta gangue. Në mënyrë të veçantë, ata gjetur se fosfat ngarkohet pozitivisht në praninë e silices, por negative në praninë e calcite. megjithatë, nëse ore përmbante sasi të konsiderueshme të dy silicë dhe karbonat, ndarja elektrostatike ishte e varfër dhe proceset notim provuar më fleksibël për marrjen ndarjet praktike. Nga studimet e efekteve të turbocharger mbi akuzuar e grimcave individuale, këto studiuesit në përfundimin se materiali gangue ngarkuar kryesisht nga kontakti grimcë-grimcë sesa kontakt me sipërfaqet turbocharger. [13] [14] Akuzuar ishte gjithashtu shumë e ndjeshme ndaj temperaturës materiale, me ndarjen e mirë vetëm arritshëm sipër 100 ° C. Përveç kësaj, prania e materialit të hollë të shkaktuar probleme në ndarës dhe rezultatet e mira të varet sizing kujdesshëm të grimcave në deri në tre madhësi shkon para ndarjes. Një përmbledhje e rezultateve nga ky grup është paraqitur në Tabelën 2. No plotë- aplikimet shkallë duket se janë zbatuar në bazë të kësaj pune.

tabelë 2. Rezultatet e transmetuar nga Ciccu, dhe. al. nga laboratori në shkallë të ndarësit të lirë vjeshtës

ndarja elektrostatike e një ore egjiptian u studiua nga Hammoud, et al. duke përdorur një laborator të gjerë pa pagesë bien ndarës. [15] Ore përdoret përfshira kryesisht silica dhe patretshme tjetër me një P fillestar2O5 përqendrimi i 27.5%. Gjetën Produkti ka pasur një P2O5 përqendrimi i 33% me një 71.5% shërim.

Një studim tjetër i një ore egjiptian me gangue kryesisht silicore u krye nga Abouzeid, et al. duke përdorur një ndarës rul laboratorike. [16] Hulumtuesit në veçanti kërkuar për të identifikuar teknikat thatë për t'u përqëndruar dhe / ose mineraleve dedust fosfat në rrethe me mungesën e ujit. Ky studim marrë një produkt me 30% P2O5 nga një material me ushqim 18.2 % P2O5 me një shërim të 76.3 % pas sizing të kujdesshëm të materialit në një gamë të ngushtë në mes të 0.20 mm dhe 0.09 mm.

Në një artikull të mëvonshëm shqyrtimit mbulojnë gamën e plotë të proceseve beneficiation për shërim fosfat, Abouzeid raportoi se ndërsa teknika elektrostatike ndarje ishin të suksesshme në përmirësimin mineraleve fosfat duke hequr silicë dhe karbonate, kapaciteti i ulët i ndarësve dispozicion kufizuar përdorimin e tyre për prodhim komercial. [17]

ndarja elektrostatike e mineraleve Florida u studiuar kohët e fundit nga Stencel dhe Jian duke përdorur një laborator rrjedhë-Gjatë gjithë falas- rënia separator. [18] Qëllimi ishte për të identifikuar një skemë alternative ose plotësuese përpunimit të sistemeve të gjatë-përdorur notim pasi notim nuk mund të përdoret në materialin prej më pak se 105 mM. Ky material fine u landfill thjesht, rezulton në një humbje të gati 30% i fosfat minuar fillimisht. Ata testuar deslimed ore para, ushqim fine notim, rougher koncentrat notim, dhe notim final koncentratet e fituara nga dy impiantet e përpunimit në Florida me ritme të ushqimit deri në 14 kg / orë në një ndarës laborator të gjerë. rezultate të mira ndarja janë raportuar me ushqim gjobë flotacion (+0.1 mm; ~ 12% P2O5) nga një burim i cili u përmirësua në 21-23% P2O5 në dy kalon me 81- 87% P2O5 Shërim duke refuzuar silicë kryesisht i pazgjidhshëm. Rezultate të ngjashme u arritën kur tribocharging ushqyer ose duke përdorur një tub pneumatike përcjellë ose një rotacion TRIBO-ngarkues.

Hulumtimi më njoftoi kohët e fundit në ndarjen elektrostatike e mineraleve fosfat përfshira Sistemet projektuar për të optimizuar mirë akuzuar e materialeve e para të futjes në një ndarës të lirë vjeshtë, Tao dhe Al-Hwaiti [19] identifikuar se nuk ka pasur përdorim komercial i elektrostatikë për Beneficiation fosfat për shkak të sistemeve të ulëta

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

Xhiroja, efikasitetit të ulët dhe nevojën për të punuar me të ngushtë grimcë shpërndarjet madhësisë. Këto studiuesit posaçërisht kërkuar për të kapërcyer ulët dendësi ngarkuar grimcë lidhur me sistemet e varur në grimcë në kontakt pjesëz apo ndikim në një sistem të thjeshtë akuzuar. Duke punuar me një mineral jordanez me kryesisht gangue silicë, materiali u shtyp për -1.53 mm dhe me kujdes nuk pranoi për të hequr materialin poshtë 0.045 mm. Një shkallë të vogël laborator pa-bien separator u pajisur me një ngarkues projektuar rishtazi rradhës projektuar me një cilindër stacionare dhe një daulle e rradhës, ose ngarkues, dhe një hapësirë ​​unazë në mes. Një furnizimit me energji të jashtëm është përdorur për të aplikuar një potencial elektrike në mes të daulles shpejtë rradhës dhe cilindër stacionare. Pas akuzuar nga kontakti me daulle e rradhës, grimcat kalojë në një ndarës konvencionale të lirë-vjeshtë. Duke punuar me 100 Madhësia grumbull gram dhe duke filluar me një ushqim rënë P2O5 përmbajtja e 23.8%, pas dy kalon një koncentratit me deri në 32.11% P2O5 u shëruar, edhe pse vetëm me një shërim të përgjithshëm të 29%.

Në një përpjekje për beneficiate gjoba fosfat (< 0.1 mm), Bada et al. punësuar një ndarës të lirë të rrëzohen bashkë me një sistem rotacion akuzuar shumë të ngjashme me atë të Tao-së.[20]. Materiali fillestar ishte nga një koncentrat flotacion permban gjoba me një P2O5 të 28.5%. Nje produkt i 34.2% P2O5 u shëruar por përsëri me një normë të ulët të rimëkëmbjes së 33.4%.

Kjo "rrotullues triboelectrostatic lirë-vjeshtë separator" u aplikuar përsëri në Beneficiation thatë e fosfateve nga Sobhy dhe Tao. [21] Duke punuar me një dolomite me fosfat guralec grimcuar nga Florida me një gamë shumë të gjerë madhësisë së grimcave (1.25 mm – <0.010 mm), një koncentrat fosfat me 1.8% MgO dhe 47% P2O5 shërim është prodhuar nga një ushqim duke filluar me përafërsisht 23% P2O5 dhe 2.3% MgO. Rezultatet optimale në pajisjen laboratorike të gjerë janë arritur kur të ushqyerit 9 kg / hr dhe - 3KV aplikuar në pjatë rrotulluese. Efikasiteti Ndarja është raportuar të jetë i kufizuar nga dy çlirimin e dobët e materialit në grimca të mëdha dhe ndërhyrje të madhësive të grimcave të ndryshme në dhomën e ndarjes.

rezultate më të mira janë arritur kur të përpunimit të një mostër notim ushqim me të ngushtë grimcave madhësisë shpërndarjen e 1 te 0.1 mm. Me një P fillestare2O5 Përmbajtja e rreth 10%, Mostrat e produktit janë marrë me përafërsisht 25% P2O5 përmbajtje, P2O5 rikuperimi i 90%, dhe refuzimi i 85% i kuarcit. Ky efikasitet demonstruar është vërejtur sa shumë më mirë se ajo merret me një ndarës të lirë-vjeshtë me një sistem më konvencional akuzuar si përdoret nga Stencel [18] demonstruar avantazhin e ngarkuesin projektuar rishtazi rrotullues. Përpunimin e një koncentrat notim permban 31.7% P2O5 rezultoi në një produkt i madh se 35% P2O5 me një shërim të 82%. Ky përmirësim është vërejtur të jetë më mirë se të jetë e mundur nga flotacion.

Kjo shkallë laboratorike ndarës me një sistem ndarje gjerësi prej 7.5 cm është përshkruar si të paturit e një kapacitet prej 25 kg / hr, baras 1/3 ton / hr / meter i gjeresi. megjithatë, efektet e raportuara të normës së ushqimit në efikasitetin e ndarjes tregoi se ndarje optimale janë marrë në vetëm 9 kg / hr ose pak më shumë se një e treta kapaciteti nominal i sistemit.

i përgjithshëm, Puna paraardhëse në përmirësimin elektrostatike e mineraleve fosfat ka qenë i kufizuar nga akuzuar relative të gangue komplekse dhe ndikimit të dëmshëm të efekteve të madhësisë së grimcave, veçanërisht, efekti i gjobave. Pjesa më e madhe e punës të përfshirë vetëm pajisje shkallë laboratorike pa vlefshmërinë atë shkallë tregtare, vazhdimisht pajisjet operuar mund të përdoret. Përveç kësaj, kapacitetet e ulëta të pajisjeve të procesit elektrostatike dispozicion kanë bërë aplikimet komerciale joekonomik.

2. Kufizimet e proceseve të ndarjes konvencionale elektrostatike

rul tension të lartë sisteme elektrostatike ndarje në kuptimin e përdorur nga Groppo [10] dhe Kouloheris et al. [11] janë përdorur zakonisht për përmirësimin e një shumëllojshmëri të materialeve kur një komponent është më përçueshëm se të tjerët. Në këto procese, materiali duhet kontaktuar një daulle bazuar apo pjatë zakonisht pasi grimcat materiale janë ngarkuar negativisht nga një kurorë shkarkimit jonizues. Materialet përçueshëm do të humbasin përgjegjësinë e tyre shpejt dhe të jetë hedhur nga kazani. jo- material përçueshëm vazhdon të jetë tërhequr për të daulles që tarifa do të zhduket më ngadalë dhe do të bien, ose të krehur nga kazani pas ndarjes nga materiali kryerjen.

Diagrami i mëposhtëm (figurë 2) ilustron tiparet themelore të këtij lloji të separator. Këto procese janë

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

kufizuar në kapacitetin për shkak të kontaktit të kërkuar të çdo grimcë në daulle apo pjatë. Efektiviteti i këtyre separators daulle roll janë të kufizuara edhe të grimcave prej rreth 0.1 mm ose më e madhe në madhësi për shkak të dy duhet të kontaktoni pjatë e bazuar dhe dinamikën e kërkuara rrjedhës grimcave. Grimcat e madhësive të ndryshme do të ketë dinamikë të ndryshme të rrjedhës për shkak të efekteve inerciale dhe do të rezultojë në ndarjen degraduar.

figurë 2: Drum separator elektrostatike (Plaku dhe Yan, 2003 [22]

Tentim Aplikimi kufizuar në fosfat pasurimit është për shkak të natyrës jo-përçueshëm të dy fosfateve dhe materiale tipike gangue. Kouloheris vërejtur kryesisht disa heqjen e hekurit dhe grimcat e aluminit që përmban se, për shkak të natyrës së tyre përçueshëm, janë "hedhur" nga rul. Prania e këtij lloj materiali në mineraleve fosfat nuk është e zakonshme. Groppo vuri në dukje se vetëm material që ishte "mbështetën" për të rul si një "jo-dirigjent" ishin gjobat, tregon një ndarje me madhësi grimce më tepër se perberjes material. [9] Me përjashtime të mundshme të rralla, ores fosfat nuk janë të përshtatshme për Beneficiation nga ndarësit rul tension të lartë.

separators rul daulle gjithashtu janë përdorur në konfigurimin që mbështeten në akuzuar triboelectric e grimcave sesa Karikimi i detyruar nga ionization detyruar nga një fushë të lartë të tensionit. Një ose më shumë elektroda pozicionuar mbi daulles, të tilla si elektrodë "statik", të ilustruar në Figurën 2, janë përdorur për të "heqë" grimcat e ngarkuar të kundërt nga daulle sipërfaqe. Një sistem i tillë është përdorur nga Abouzeid, et al. [16] i cili gjeti se efikasiteti ndarja ishte ndryshuar në varësi të polarizimit dhe të aplikohet një tension të elektrodave statike. Procesi Johnson [1] përdoret një variant të një ndarës daulle rul. megjithatë, kapaciteti i kufizuar dhe efikasitetin e një sistemi të vetëm rul çon në sistemet shumë komplekse të tilla siç është ilustruar në Figurën 1. Siç u tha më lart, duket se ky kompleksitet dhe joefikasiteti i përgjithshëm i procesit të kufizuar zbatimin e saj.

ndarje Triboelectrostatic nuk janë të kufizuara në ndarjen e përçueshëm / materiale jo-përçueshëm, por varet fenomenin e transferimit pagesë nga kontakti fërkimi i materialeve me kimisë pangjashëm sipërfaqe. Ky fenomen ka qenë përdorur në "të lirë të bien" proceseve të ndarjes për dekada të tëra. një proces i tillë është ilustruar në Figurën 3. Përbërësit e një përzierje e grimcave të parë të zhvilluar me akuza të ndryshme nga kontakti ose me një sipërfaqe metalike, si në një tribo-ngarkues, ose nga grimce me kontakt grimce, si në një pajisje fluidized shtrat të ushqyerit. Si grimcat bien nëpër

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

fushe elektrike ne zonen elektrodave, trajektore çdo grimce është shmang drejt elektrodes e ngarkuar kundërt. Pas një distancë të caktuar, kazanët e grumbullimit janë të punësuar për të ndarë streams. instalimet tipike kërkojnë faza të shumta ndarës me riciklojnë e një pjesë cilësisë së dytë. Disa pajisje të përdorur një rrjedhë e qëndrueshme të gazit për të ndihmuar transportohen të grimcave përmes zonës elektrodë.

figurë 5: "Free bien" separator triboelectrostatic

Në vend se në varësi vetëm në grimcë për kontakt grimcave për të nxitur transferimin e ngarkuar, shumë sisteme të këtij lloji të përdorur një "ngarkues" seksion të përbërë nga një material të zgjedhur me ose pa tension aplikuar për të rritur akuzuar grimcave. Në 1950, Lawver hetuar duke përdorur pajisje të ndryshme duke përfshirë një mulli çekiç dhe mulli shufra për ta plotësuar materiale midis fazave të ndarjes [4] si dhe Ngarkuesit e thjeshtë Pjatë e materialeve të ndryshme. [5] [6] megjithatë, Lawver arriti në përfundimin se temperatura material është i thelbësor rëndësi dhe grimcë-grimcë transferimin ngarkuar lart temperaturën e ambientit të dhënë rezultate më të mira se sa përdorimi i një ngarkues. Lounge et al. [12] hetuar shkallën relative të transferimit të ngarkuar dhe arriti në përfundimin se materiali i vogël gangue fituar ngarkuar kryesisht përmes kontaktit grimcë-grimcë shkak të probabilitet të ulët frekuencë të ndikimit me një pjatë ngarkues. Kjo ilustron një kufizim në përdorimin e sistemeve ngarkues: të gjitha grimcat duhet të kontaktoni sipërfaqe ngarkuesin kështu që shkalla e ushqimit duhet të jetë relativisht i ulët. Kontakt mund të përmirësohet duke përdorur kushtet e turbullta për të përcjellë materialin, ose duke përdorur një zonë të madhe sipërfaqe lëviz ngarkues. Puna e fundit e Tao [19] dhe Bada [20] dhe Sobhy [21] përdorni një ngarkues projektuar posaçërisht rradhës me tension të aplikuar, por vetëm në një shkallë shumë të vogël ndarës laboratorike. Ndërsa ky dizajn përmirësuar ngarkues ka treguar të jetë superior për sistemet e vjetra, Kapacitetet demonstruar përpunimit të këtyre sistemeve janë ende mjaft e ulët. [21]

Ky lloj i ndarës së lirë vjeshtë gjithashtu ka kufizime në madhësisë së grimcave të materialit që mund të jenë të përpunuara. Rrjedha brenda zonës elektrodë duhet të kontrollohet për të minimizuar turbullirë për të shmangur "lyer" i ndarjes. Trajektorja e grimcave gjobë janë më të ndikuar nga turbullirat që forcat aerodinamike zvarritet grimcave gjobë janë shumë më të mëdha se forcat gravitacionale dhe elektrostatike. Ky problem mund të tejkalohet në një shkallë, nëse materiali me relativisht të ngushtë varg madhësisë së grimcave është i përpunuar. Pjesa më e madhe e hulumtimit diskutuara më lart materialit të përfshirë para shqyrtimit në vargjet madhësi të ndryshme në mënyrë që të zgjedh ndarjen. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] The

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

dallimi i 8 te 20 kV. Rripi, e cila është bërë nga një plastike jo-kryerjen, është një rrjetë të madhe me rreth 60% zonë e hapur. Grimcat lehtë mund të kalojë nëpër vrima në rripin. Me hyrjen në hendekun në mes të elektrodave grimcat e ngarkuara negativisht janë tërhequr nga forcat elektrike në terren për elektroda fund pozitive. Grimcat ngarkuara pozitivisht janë të tërhequr në elektrode ngarkuar negativisht lartë. Shpejtësia e brezit të vazhdueshëm lak është e ndryshueshme nga 4 në 20m / s. Gjeometria e fillesa ndër-drejtim shërben për të fshij grimcat off elektrodave zhvendosur ato nga fundi duhur të ndarës dhe kthehet në zonën e lartë në prerje ndërmjet seksioneve oppositely lëvizin të brezit. Sepse dendësia numri i grimcave është aq e lartë në kuadër të hendekut ndërmjet elektrodave (përafërsisht një- tretë volumi është zënë nga grimca) dhe rrjedha është e shqetësuar fuqishëm, ka shumë përplasje midis grimcave dhe akuzuar optimale ndodh vazhdimisht në të gjithë zonën e ndarjes. Rrjedha kundër-aktuale shkaktuar nga oppositely lëvizin seksionet rrip dhe të vazhdueshme ri-akuzuar dhe ri-ndarje krijon një kundër ndarjes aktuale multistage brenda një aparat të vetëm. Kjo akuzuar vazhdueshme dhe rimbushje të grimcave brenda ndarës eliminon ndonjë sistem të kërkuar "ngarkues" para se të futur materiale të ndarës, duke hequr një kufizim serioz në kapacitetin e ndarësit të tjera elektrostatike. Prodhimi i këtij ndarës është dy streams, një koncentrat dhe një mbetje, pa një lumë miell me hime. Efikasiteti i këtij ndarës ka treguar të jetë e barabartë me rreth tre fazat e ndarjes lirë-vjeshtë me miell me hime riciklojnë.

Mineral A End

figurë 7: Bazat e STET Belt ndarëse

Ndarja shumë efikas e grimcave më pak se 0.5 mm e bën këtë një mundësi ideale dhe të provuar për ndarjen e gjobave (pluhur) nga një operacion potasë thatë rëndë. STET ndarës mund të procesit të një gamë të gjerë të madhësive të grimcave në mënyrë efikase, pa pasur nevojë për klasifikimin në vargjet madhësi të ngushta. Për shkak të agjitacion të fuqishëm, shkalla e lartë qethje mes rripa lëvizin, dhe aftësinë për të trajtuar grimca shumë të bukura (<0.001 mm) ndarës ST mund të jenë të efektshëm në ndarjen slimes fosfat ore ku ndarësit tjera elektrostatike kanë arritur.

3.1 Kostot kapitale dhe operative

Një studim krahasues kosto është autorizuar nga STET dhe kryer nga Soutex Inc. [25] Soutex është një kompani Quebec Kanada bazë në inxhinieri me përvojë të gjerë në të dy flotacion lagësht dhe elektrostatike vlerësimit procesin e ndarjes dhe design. Studimi krahasuar shpenzimet kapitale dhe operative të procesit triboelectrostatic ndarjes rrip në flotacion konvencionale shkumë për Beneficiation e mineralit të gradës së ulët barite. Shpenzimet operative janë vlerësuar për të përfshirë të punës operativ, mirëmbajtje, energji (elektrike dhe karburantit), dhe konsumit (e.g, Shpenzimet reagent kimike për flotacion). Shpenzimet dhëna janë bazuar në vlerat tipike për një fabrikë hipotetik ndodhet pranë Battle Mountain, Nevada USA. Kostoja totale e pronësisë mbi dhjetë vjet është llogaritur nga kapitale dhe operative kosto të supozuar nga një

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

8% Norma e skontimit. Rezultatet e krahasimit të kostos janë të pranishëm si përqindje relative në Tabelën 3. tabelë 3. Krahasimi Kosto për Barite Processing

Kostoja totale blerjen e pajisjeve kapitale për procesin e ndarjes rrip triboelectrostatic është pak më pak se për flotacion. Megjithatë kur shpenzimet totale kapitale llogaritet të përfshijë instalimin e pajisjeve, tubacioneve dhe elektrike shpenzimet, dhe kostot e ndërtimit procesin, dallimi është i madh. Kostoja totale Kryeqyteti për procesin e ndarjes rrip triboelectrostatic është 63.2% e kostos së procesit notim. Kostoja në mënyrë të konsiderueshme më e ulët për procesin e thatë rezulton nga fletë të thjeshtë të rrjedhës. Shpenzimet operative për procesin e ndarjes rrip triboelectrostatic është 75.5% e procesit flotacion për shkak të kërkesave kryesisht më të ulëta të personelit operativ dhe të konsumit të ulët të energjisë.

Kostoja totale e pronësisë së procesit të ndarjes rrip triboelectrostatic është dukshëm më pak se për flotacion. Autori studimit, Soutex Inc., arriti në përfundimin se triboelectrostatic procesi i ndarjes rrip ofron avantazhe të dukshme në CAPEX, OPEX, dhe thjeshtësia operacional.

4. përmbledhje

Ndërsa Beneficiation e mineraleve fosfat nga proceset e thatë elektrostatike është tentuar nga studiues të ndryshëm që nga 1940-s ka qenë shumë përdorimi kufiri i proceseve të tilla në shkallë tregtare. Suksesi i kufizuar ka qenë për shkak të një sërë faktorësh që i atribuohet harton sistemet ndarës dhe kompleksitetin e mineraleve.

përgatitja Feed (temperaturë, Klasifikimi madhësia, agjentë të kondicionuar) ka një ndikim të madh në performancën e sistemeve të ndarjes. Mundësitë për punë të mëtejshme në këtë fushë, në veçanti eksplorimin e agjentëve kimikë të kondicionuar për të rritur akuzuar diferencial e grimcave të mundësuar efikasitet më të madh në ndarje të mëvonshme. Përdorimi i agjentëve të tillë të ngarkuar-modifikimin mund të rezultojë në proceset që mund të beneficiate sukses ores me materiale komplekse gangue, duke përfshirë të dy silikate dhe karbonate.

Ndërsa vazhdon puna për të përsosin më tej këto metoda, kufizimet themelore mbi sistemet konvencionale elektrostatike përfshijnë kapacitetin, e nevojshëm për fazat e shumta për përmirësimin adekuat të mineralit, dhe problemet operative të shkaktuara nga gjobat. Në mënyrë për aplikimet praktike komerciale të gjerë të teknikave të demonstruar laboratorike, përmirësime të rëndësishme duhet të bëhet për të siguruar të besueshme, Operacioni i vazhdueshëm pa degradimin e efikasitetit.

STET triboelectric ndarës ofron industrinë e përpunimit mineral një mjet për të beneficiate materiale gjobë me një teknologji tërësisht të thatë. Procesi miqësore me mjedisin mund të eliminojnë të përpunimit të lagësht dhe tharje kërkuar të materialit përfundimtar. Procesi STET funksionon me kapacitet të lartë - deri në 40 ton në orë nga një makinë kompakt. STET ndarës mund të procesit të një gamë të gjerë të madhësive të grimcave në mënyrë efikase, pa pasur nevojë për klasifikimin në vargjet madhësi të ngushta. Për shkak të agjitacion të fuqishëm, shkalla e lartë qethje mes rripa lëvizin, dhe aftësinë për të trajtuar grimca shumë të bukura (<0.001 mm) STET ndarës mund të jetë efektive në ndarjen slimes nga mineraleve fosfat ku separators tjera elektrostatike kanë dështuar. Konsumi i energjisë është i ulët, përafërsisht 1-2 kWh / ton materiale të përpunuara. Që i vetmi emision potenciali i procesit është pluhur, lejuar zakonisht është relativisht e lehtë.

J.D. Bittner një al./ Inxhinieri PROCEDIA 00 (2015) 000-000

Referencat

[1]H. B. Johnson, Përpunimi i përqëndruar Fosfat Bearing Minerale, United States Patent # 2,135,716, Nëntor, 1938

[2]H. B. Johnson, Përpunimi i përqëndruar Fosfat Bearing Minerale, United States Patent # 2,197,865, prill, 1940.

[3]O.C. Ralston, Ndarja elektrostatike e Solids Mixed grimcuar, Elsevier Publishing Company, jashtë të shtypura, 1961.

[4]J.E. Lawver, Mineral Beneficiation Metoda Patent SHBA 2723029 Nëntor 1955

[5]J.E. Lawver, Beneficiation e Jo metalike minerale. Patent SHBA 2,754,965 korrik 1956

[6]J.E. Lawver, Beneficiation e Fosfat Ores Patent SHBA 3,225,923 dhjetor 1965

[7]C. C. kuzhinier, Metoda Beneficiation dhe Apparatus Prandaj, United States Patent # 2,738,067, marsh, 1956

[8]J.E. Lawver, Beneficiation e Jo metalike minerale. Patent SHBA 2,805,769 shtator 1957

[9]D. G. Freasby, Free-Rënia ndarja elektrostatike e fosfatit dhe calcite grimcave, Mineralet Research Laboratory Raporti i Progresit, dhjetor, 1966

[10]J.G. Groppo, ndarja elektrostatike e fosfateve North Carolina, North Carolina State University Minerals Research Laboratory Report

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, ZNJ. huang, nxjerrja e thatë dhe pastrimin e pebbles fosfat nga drejtuar-of-imi shkëmbit, United States Patent # 3,806,046, prill 1974

[12]R. Brillante, C. Delfa, G.B. përfitimet, P. Carbini, L. bëj rrafsh me tokën, P. Saba1972 Disa teste të ndarjes elektrostatike aplikuar për të fosfateve me gangue karbonat ', Kongresi Ndërkombëtar përpunimit të mineraleve, Universiteti i Cagliari, Itali

[13]R. Brillante, M. shkoj, Beneficiation e varfër ores sedimentarë fosfat sipas fryrja selektiv ose ndarje elektrostatike, procedura, Konferenca FIPR 1993, 135-146.

[14]R. Brillante, M. shkoj, G. Ferrara tribocharging selektiv të grimcave për ndarje, KONA pluhur dhe Particle Journal 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Hammoud, A. E. Khazback, M.M. ose, 1977 Një proces për të përmirësuar të ligët fosfateve jo-oksiduar komplekse të Ebu Tartur Plateau

(shkretëtirë Perëndimor)". Konferenca Ndërkombëtare Mineral Processing.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A. E. Khazback, S.A. Hassan, Përmirësimin e ores fosfat nga ndarja elektrostatike, Ndryshimin Scopes e përpunimit të mineraleve, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, trajtim fizike dhe termike e ores fosfat - Një Pasqyre, Journal Ndërkombëtare e përpunimit të mineraleve, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Jiang Transport PASTRIMIN, Triboelectric Beneficiation për Fosfat Industrisë Florida, Raporti Final i përgatitur për Institutin e Kërkimeve Florida Fosfat, Projekti FIPR 01-02-149R, dhjetor 2003.

[19]D. person, M. Al-Hwaiti, Beneficiation studim i Eshidiya fosforitet duke përdorur një ndarës rrotullues triboelectrostatic, Minierave Shkencës dhe Teknologjisë 20 (2010) pp. 357-364.

[20]S. O. nëse, UNE JAM. skifter, R.M.S. skifter, C.P, Bergmann, Studimi i fizibilitetit për përqendrim triboelectrostatic e <105mM ore fosfat. Gazeta e Afrikës Institutit Jugore e Minierave dhe Metalurgjisë, Mund 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. person, teknologji inovative RTS për Beneficiation thatë e fosfat, SYMPHOS 2013 - 2nd Simpoziumi Ndërkombëtar mbi Inovacionit dhe Teknologjisë për Industrisë Fosfat. Inxhinieri PROCEDIA, vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. i moshuar, E. yan, 2003. "EForce.- Gjenerata më e re e ndarës elektrostatike për industrinë e mineraleve Sands. "Minerale Konferenca Heavy, Johannesburg, Në jug Instituti Afrikan i Minierave dhe Metalurgjisë.

[23]L. Marka, P-M. Beier Në. Stahl,Ndarja elektrostatike, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]J.D. Bittner, F.J. Hrach, S.A. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, separator Triboelectric rrip për Beneficiation e mineraleve gjobë, SYMPHOS 2013 - 2nd Simpoziumi Ndërkombëtar mbi Inovacionit dhe Teknologjisë për Industrisë Fosfat. Inxhinieri PROCEDIA, vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, IC. Flynn, F.J. Hrach, Zgjerimi aplikacionet në ndarjen e thatë triboelectric të mineraleve, Punimet e Kongresit Ndërkombëtar XXVII Mineral Processing - IMPC 2014, Santiago, Kili, tetor 20 - 24, 2014.