Beneficiation ไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟต: ทำงานที่ผ่านมาและสนทนาของระบบแยกระบุว่า

ในขณะที่กระบวนการไฟฟ้าสถิตอาจไม่มีทางเลือกที่สมบูรณ์ในการลอย, มันอาจจะเหมาะเป็นอาหารเสริมสำหรับลำธารบางอย่างเช่นการลดค่าปรับ/เนื้อหาของแร่ก่อนที่จะลอย, การประมวลผลของการลอยตัวสำหรับการกู้คืนผลิตภัณฑ์ที่หายไป, การลดผลกระทบต่อสภาพแวดล้อม ....

ดาวน์โหลด PDF
Beneficiation ไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟต: ทำงานที่ผ่านมาและสนทนาของระบบแยกระบุว่า

ST Equipment & Technology

ออนไลน์ได้ที่ www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

www.elsevier.com/locate/procedia

3การประชุมวิชาการระดับนานาชาติเกี่ยวกับนวัตกรรมและเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมฟอสเฟต

Beneficiation ไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟต: รีวิวของงานที่ผ่านมา

และการอภิปรายของระบบการแยกที่ดีขึ้น

J.D. Bittnerมี, S. Gasiorowskiมี, F. j. Hrachมี, ชม. Guicherdบี

มีเทคโนโลยีสารสนเทศและการโฆษณา, ตาอิลลินอยส์, แมซ, ประเทศสหรัฐอเมริกา

Bอุปกรณ์ ST & เทคโนโลยี LLC, Avignon, ฝรั่งเศส

บทคัดย่อ

Beneficiation ของแร่ฟอสเฟตโดยกระบวนการไฟฟ้าสถิตแห้งได้รับความพยายามโดยนักวิจัยต่างๆตั้งแต่1940ของ. เหตุผลพื้นฐานสำหรับการพัฒนากระบวนการแห้งสำหรับการกู้คืนฟอสเฟตเป็นจำนวนจำกัดของน้ำในบางภูมิภาคแห้งแล้ง, ค่าสารเคมีลอย, และต้นทุนการบำบัดน้ำเสีย. ในขณะที่กระบวนการไฟฟ้าสถิตอาจไม่มีทางเลือกที่สมบูรณ์ในการลอย, มันอาจจะเหมาะเป็นอาหารเสริมสำหรับลำธารบางอย่างเช่นการลดค่าปรับ/เนื้อหาของแร่ก่อนที่จะลอย, การประมวลผลของการลอยตัวสำหรับการกู้คืนผลิตภัณฑ์ที่หายไป, ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม. ในขณะที่การทำงานมากได้ดำเนินการโดยใช้ทั้งลูกกลิ้งความตึงเครียดสูงและฯลฯคั่นที่เครื่องชั่งในห้องปฏิบัติการ, หลักฐานเดียวของการติดตั้งเชิงพาณิชย์คือประมาณ 1940 กระบวนการ "จอห์นสัน" ที่ชั้นเพียร์ซ; ไม่มีหลักฐานในวรรณกรรมของการใช้ไฟฟ้าในปัจจุบันของอิเล็กโทรนิคส์, แม้ว่าจะมีความสนใจในกระบวนการแห้งอย่างต่อเนื่องสำหรับการใช้งานในพื้นที่แห้งแล้ง. โครงการวิจัยต่างๆรายงานเน้นว่าการเตรียมอาหาร (อุณหภูมิ, การจัดประเภทขนาด, ตัวแทนเครื่องปรับ) มีผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงาน. ในขณะที่การแบ่งแยกที่ดีบางอย่างได้รับความสำเร็จโดยการลบซิลิกาจากฟอสเฟต, และมีตัวอย่างน้อยลงของแคลไซต์และโดโลไมต์จากฟอสเฟต, ผลลัพธ์จะมีค่าบวกน้อยลงเมื่อมีสิ่งสกปรกหลายอย่าง. งานวิจัยยังคงปรับปรุงวิธีการเหล่านี้ต่อไป, แต่ข้อจำกัดพื้นฐานในระบบไฟฟ้าสถิตทั่วไปรวมถึงความจุต่ำ, ความต้องการหลายขั้นตอนสำหรับการปรับปรุงที่เพียงพอของแร่, และปัญหาการดำเนินงานที่เกิดจากการปรับ. บางส่วนของข้อจำกัดเหล่านี้อาจจะเอาชนะโดยกระบวนการไฟฟ้าสถิตรุ่นใหม่รวมทั้งตัวแยกสายพานไฟฟ้า triboelectric.

© 2015 ผู้เขียน. เผยแพร่โดยเอลเซเวียร์จำกัด.

-รีวิวภายใต้ความรับผิดชอบของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ของ SYMPHOS 2015.

คำสำคัญ: ฟอสเฟต, ไฟฟ้าสถิต; แยก; แร่ธาตุ; อนุภาคละเอียด; กระบวนการแห้ง

*ผู้เขียนที่สอดคล้องกัน: โทรศัพท์: +33-4-8912-0306 เมล อยู่: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 ผู้เขียน. เผยแพร่โดยเอลเซเวียร์จำกัด.

รีวิวเพียร์ภายใต้ความรับผิดชอบของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ SYMPHOS 2015.

ST Equipment & Technology

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

1. รายงานการทำงานใน beneficiation ไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟต

ความเข้มข้นฟอสเฟตจากแร่ธรรมชาติได้รับการดำเนินการโดยหลากหลายวิธีการโดยใช้ปริมาณมากบางครั้งของน้ำ. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากการขาดแคลนน้ำในการฝากเงินฟอสเฟตต่างๆทั่วโลก, รวมถึงค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของการอนุญาตและการบำบัดน้ำเสีย, การพัฒนาที่มีประสิทธิภาพ, กระบวนการแห้งทางเศรษฐกิจที่ต้องการอย่างสูง.

วิธีการสำหรับการประมวลผลไฟฟ้าสถิตแห้งของแร่ฟอสเฟตได้รับการเสนอและแสดงให้เห็นที่เครื่องชั่งขนาดเล็กสำหรับมากกว่า 70 ปี. อย่างไรก็ตาม, การใช้งานเชิงพาณิชย์ของวิธีการเหล่านี้ได้รับการจำกัดมาก. "กระบวนการนสัน" [1] ถูกใช้ในเชิงพาณิชย์เริ่มต้นใน 1938 สำหรับช่วงเวลาที่โรงงานบริษัทเคมีเกษตรอเมริกาใกล้กับเจาะฟลอริด้าสหรัฐอเมริกา. กระบวนการนี้ใช้เป็นชุดที่ซับซ้อนมากของขั้วไฟฟ้าลูกกลิ้ง (รูป 1) สำหรับความเข้มข้นหลายขั้นตอนของการกู้คืนฟอสเฟตจาก deslimed washery แร่, flotation ก่อนการบำรุงเข้มข้น, หรือ flotation แร่. เริ่มต้นด้วย 15.4% P2O5 และ 57.3% วัสดุที่ไม่ละลายในแร่ปรับ, การรวมการจัดประเภทขนาด, desliming, และ preconditioning ของแร่อบแห้ง, วัสดุที่มี 33.7% P2O5 และเฉพาะ 6.2% ไม่ละลายน้ำถูกกู้คืน. ในตัวอย่างอื่น, การอัพเกรด flotation แร่ 2.91% P2O5 ผลในผลิตภัณฑ์ของ 26.7% P2O5 ด้วยการ 80% กู้ คืน. จอห์นสันสังเกตว่ามันเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษา washery แร่กับสารเคมีโดยทั่วไปใช้ในฟอสเฟต flotation ที่จะได้รับการเกรดฟอสเฟตสูงและการกู้คืน. เขากล่าวถึงประสิทธิภาพของน้ํามันและกรดไขมันเป็นสาร.

รูป 1, จอห์นสันเครื่องกระบวนการและแผ่นไหลสิทธิบัตรสิทธิบัตรสิทธิบัตรสิทธิบัตรสิทธิบัตร 2,135,716 และ 2,197,865, 1940 [1][2]

ในขณะที่การติดตั้งในเชิงพาณิชย์นี้อ้างถึงในวรรณคดีเป็นจุดเริ่มต้นเกี่ยวกับ 1938, ไม่ชัดเจนว่ากระบวนการนี้ใช้เวลานานเพียงใด. ในบทสรุปของเขาสถานะของการแยกไฟฟ้าสถิตถึง 1961, O. C. ราล์สตัน

[3]เขียนว่าห้าคั่นจอห์นสันขนาดใหญ่มีการติดตั้งการประมวลผลแต่ละเกี่ยวกับ 10 ตัน / ชั่วโมง ของ -20 ฟีดตาข่าย. แต่ละตัวคั่นถูก 10 ม้วนสูงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ของ 20 kV. ไม่มีเชิงพาณิชย์อื่น ๆ ขนาด concentrators ฟอสเฟตใช้ไฟฟ้าสถิตถูกติดตั้งในฟลอริด้าตาม Ralston. ขึ้นอยู่กับคําอธิบายของอุปกรณ์กระบวนการ, ผู้เขียน

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

ได้สรุปได้ว่ากําลังการผลิตโดยรวมของกระบวนการค่อนข้างต่ําเมื่อเทียบกับกําลังการผลิตของกระบวนการอื่น ๆ, เช่น flotation เปียก. ความจุต่ำและค่าใช้จ่ายของการอบแห้งแร่อาหารจากการทำเหมืองแร่เปียกในฟลอริด้ามีแนวโน้มเหตุผลสำหรับการจำกัดการประยุกต์ใช้ต่อไปของกระบวนการในปี1940และ1950.

ในปี1950และผู้ปฏิบัติงานของ1960สำหรับแร่ธาตุระหว่างประเทศ & บริษัทเคมีภัณฑ์ (IMC) ตรวจสอบการประยุกต์ใช้กระบวนการแยกไฟฟ้าสถิตแห้งสำหรับ beneficiation แร่. Floridian ฟอสเฟตการประมวลผลของแร่ที่มีความสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จะ IMC. การทำงาน IMC การออกแบบตัวแยกในช่วงฤดูใบไม้ร่วงฟรีบางครั้งด้วยการชาร์จอนุภาคเพิ่มขึ้นโดยผ่านกวนหรือ impactor เช่นค้อนหรือโรงงานก้าน. [4] สิทธิบัตรที่ตามมา [5] รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของการแยกที่ใช้เครื่องชาร์จของวัสดุที่แตกต่างกัน, แม้ว่าสิทธิบัตรสุดท้ายในซีรีส์

[6]สรุปว่า การชาร์จอนุภาคที่อุณหภูมิสูง (>70ฟาเรนไฮน์ /ฟาเรนไฮ) มีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ระบบชาร์จ. ตัวอย่างตัวแทนของผลการรายงานในสิทธิบัตรเหล่านี้จะแสดงในตาราง 1.

ตาราง 1. รายงานผลจากแร่ระหว่างประเทศ & สิทธิบัตรสารเคมี 1955-1965

ฟีด % P2O5

ผลิตภัณฑ์ % P2O5

% การกู้คืน

อ้างอิง

14.4

33.6

ไม่ให้

ลอว์เวอร์ 1955 [4]

29.7

35

56

คุก 1955 [7]

29.1

33

96

ลอว์เวอร์ 1957 [8]

28.4

34.4

92.6

ลอว์เวอร์ 1956 [5]

สิทธิบัตร IMC ต่างๆตรวจสอบอิทธิพลของขนาดอนุภาค, รวมถึงการประมวลผลของการตัดหน้าจอต่างๆได้อย่างอิสระ, แม้ว่าการทํางานเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เกี่ยวข้องมาก (<45 µm) อนุภาค. ตัวอย่างปรับอากาศที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง, รวมถึงการปรับอุณหภูมิ, ก่อนการซักและอบแห้ง, และวิธีการอบแห้งที่แตกต่างกัน (การอบแห้งโดยอ้อม, การอบแห้งแบบแฟลช, โคมไฟความร้อนที่มีช่วงความยาวคลื่น IR เฉพาะ). สิ่งสกปรกที่แตกต่างกัน (เช่น. ซิลิเกตกับคาร์บอเนต) วิธีการจัดการและการปรับสภาพที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแยก. ในขณะที่เป็นที่ชัดเจนจากคําอธิบายสิทธิบัตรที่ IMC ได้พยายามที่จะพัฒนากระบวนการขนาดเชิงพาณิชย์, การตรวจสอบของวรรณคดีไม่ได้ระบุว่าการติดตั้งดังกล่าวได้เคยสร้างและดําเนินการที่เว็บไซต์ของ IMC ใด ๆ.

ใน 1960 งานเฉพาะคาร์บอเนตที่มีฟอสเฟตแร่จากอร์นอร์ทแคโรไลนาได้ดําเนินการที่ North Carolina รัฐรัฐวิสาหกิจเหมืองแร่ห้องปฏิบัติการวิจัย, [9] ใช้ตัวคั่นเศษเทราขนาดห้องปฏิบัติการและส่วนผสมสังเคราะห์ของเปลือกคาร์บอเนตและฟอสเฟตกรวดเข้มข้นในช่วงขนาดที่แคบมาก (-20ถึง +48 ตาข่าย), การวิจัยพบว่า preconditioning วัสดุที่มีกรดขัดหรือกรดไขมันที่มีอิทธิพลต่อค่าสัมพัทธ์ของฟอสเฟตเป็นทั้งบวกหรือลบ. การแยกที่ค่อนข้างคมชัดได้รับ. อย่างไรก็ตาม, เมื่อใช้แร่ธรรมชาติที่มีจํานวนมากของค่าปรับ, มีเพียงการแยกที่ไม่ดีเป็นไปได้. การแยกรายงานที่ดีที่สุดจากเศษจาก flotation อัพเกรดกับการเริ่มต้น P2O5 ความเข้มข้นของ 8.2% ผลิตภัณฑ์ของ 22.1% P2O5. ไม่มีรายงานระดับการกู้คืน. สะดุดตา, หนึ่งในปัญหารายงานเป็น build - up ของค่าปรับในขั้วแยก.

งานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแยกไฟฟ้าสถิตของ North Carolina ฟอสเฟตโดยใช้ตัวคั่นชนิดลูกกลิ้งดึงแรงสูง

[10]สรุปได้ว่าในขณะที่การแยกฟอสเฟตและควอทซ์เป็นไปได้, ค่าใช้จ่ายการอบแห้งเป็นต้องห้าม. อย่างไรก็ตาม, ได้รับแร่ฟอสเฟตที่ปูนแห้ง, นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการแยกไฟฟ้าสถิตของแร่ดังกล่าวอาจเป็นไปได้. การแยกฟอสเฟตที่ปมเผาได้ไม่ดีในงานรายงาน. การแยกดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับขนาดอนุภาคมากกว่าองค์ประกอบ. การปรับปรุงที่แนะนํารวมถึงการใช้ระบบแยกไฟฟ้าสถิตอื่น ๆ, รีเอเจนต์เพื่อเพิ่มลักษณะการชาร์จอนุภาคและขนาดหน้าจออย่างใกล้ชิดของวัสดุ. ไม่มีหลักฐานว่า งานติดตามผลได้ดําเนินการในโครงการนี ้.

งานก่อนหน้านี้ค่อนข้างใช้ตัวแยกลูกกลิ้งดึงแรงสูง [11] ประสบความสําเร็จลบอลูมิเนียมและสารประกอบเหล็กจากการทํางานของเหมืองแร่จากฟลอริด้า. แร่แห้ง, บด, และขนาดอย่างระมัดระวังก่อนที่จะแยก. เดอะ พี2O5 เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 30.1% ถึง 30.6% แต่การกําจัดของสารประกอบ Al และ Fe เปิดใช้งานการกู้คืนที่ตามมาดีขึ้นโดยวิธีการลอยตัว. งานนี้แสดงให้เห็นถึงการใช้ตัวคั่นไฟฟ้าสถิตเพื่อแก้ไขปัญหาที่มีแร่เฉพาะที่ จํากัด การประมวลผลเปียกธรรมดา.

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

พร้อมกับการสืบสวนในการแยกวัสดุอื่น ๆ อีกมากมาย, Ciccu และผู้ร่วมงานทดสอบการแยกของความหลากหลายของแร่ฟอสเฟตรวมทั้งแหล่งที่มาจากอินเดีย, อัลจีเรีย, ตูนิเซีย, และแองโกลา. [12] การแยกไฟฟ้าสถิตเป็นที่สนใจเป็นทางเลือกในการลอยตัวจากมุมมองทางเศรษฐกิจเนื่องจากความจริงที่ว่าเงินฝากขนาดใหญ่ของฟอสเฟตที่พบในพื้นที่แห้งแล้ง. [13] การใช้ตัวคั่นตกฟรีระดับห้องปฏิบัติการที่มี "เทอร์โบชาร์จเจอร์", นักวิจัยเหล่านี้สามารถได้รับผลการแยกคล้ายกับกระบวนการลอยจากแร่ที่มีองค์ประกอบ gangue ค่อนข้างง่าย. โดยเฉพาะ, พวกเขาพบว่าฟอสเฟตประจุบวกในการปรากฏตัวของซิลิกา, แต่เชิงลบในการปรากฏตัวของแคลไซต์. อย่างไรก็ตาม, ถ้าแร่ที่มีปริมาณมากของซิลิกาและคาร์บอเนต, การแยกไฟฟ้าสถิตเป็นกระบวนการที่ไม่ดีและกระบวนการ flotation พิสูจน์ความยืดหยุ่นมากขึ้นสําหรับการได้รับการแยกในทางปฏิบัติ. จากการศึกษาผลกระทบของเทอร์โบชาร์จเจอร์ในการชาร์จของอนุภาคแต่ละ, นักวิจัยเหล่านี้สรุปได้ว่าวัสดุ gangue ที่เรียกเก็บโดยการสัมผัสอนุภาคอนุภาคเป็นหลักมากกว่าการสัมผัสกับพื้นผิวเทอร์โบ. [13] [14] การชาร์จยังสูงไวต่ออุณหภูมิวัสดุ, กับการแยกที่ดีเท่านั้นที่ได้จาก 100 °C. นอกจากนี้, การปรากฏตัวของวัสดุที่ดีที่เกิดจากปัญหาในการแยกและผลดีขึ้นอยู่กับการปรับขนาดอย่างระมัดระวังของอนุภาคในช่วงถึงสามขนาดก่อนที่จะแยก. สรุปผลจากกลุ่มนี้จะแสดงในตาราง 2. ไม่เต็ม- แอปพลิเคชันขนาดปรากฏว่าได้รับการดําเนินการตามงานนี้.

ตาราง 2. รายงานผลจาก Ciccu, และ. อัล. จากเครื่องแยกฤดูใบไม้ร่วงฟรีในระดับห้องปฏิบัติการ

แหล่งที่มาและประเภทแร่

ฟีด %

ผลิตภัณฑ์ %

% การกู้คืน

อ้างอิง

P2O5

P2O5

อัลจีเรีย, ฟอสเฟต/คาร์บอเนต

24.1

32.9

80

ซิคคู, 1972 [12]

อินเดีย, ฟอสเฟต/ คาร์บอเนตที่มี

18.2

29

52.6

ซิคคู, 1993 [13]

ซับซ้อนรวมทั้งควา

แองโกลา, ฟอสเฟต/ควอทซ์

23.1

32.3

84.4

ซิคคู, 1993 [13]

อัลจีเรีย, ฟอสเฟต/คาร์บอเนต

25.1

29.5

86.1

ซิคคู, 1993 [14]

การแยกแร่อียิปต์ที่แยกไฟฟ้าสถิตได้รับการศึกษาโดย Hammoud, et al. ใช้ตัวแยกฤดูใบไม้ร่วงฟรีในระดับห้องปฏิบัติการ. [15] แร่ที่ใช้ซิลิกาหลักและไม่ละลายน้ําอื่น ๆ กับ P เริ่มต้น2O5 ความเข้มข้นของ 27.5%. ผลิตภัณฑ์ที่กู้คืนได้มี P2O5 ความเข้มข้นของ 33% กับ 71.5% กู้ คืน.

การศึกษาเพิ่มเติมของแร่อียิปต์ที่มี gangue โง่หลักดําเนินการโดย Abouzeid, et al. โดยใช้เครื่องแยกลูกกลิ้งในห้องปฏิบัติการ. [16] นักวิจัยโดยเฉพาะขอระบุเทคนิคแห้งเพื่อสมาธิและ / หรือ dedust ฟอสเฟตแร่ในเขตขาดแคลนน้ํา. การศึกษาครั้งนี้ได้รับผลิตภัณฑ์ที่มี 30% P2O5 จากวัสดุอาหารที่มี 18.2 % P2O5 กับการกู้คืนของ 76.3 % หลังจากปรับขนาดของวัสดุอย่างระมัดระวังในช่วงแคบระหว่าง 0.20 มม. และ 0.09 มม..

ในบทความทบทวนที่ตามมาครอบคลุมกระบวนการได้รับประโยชน์เต็มรูปแบบสําหรับการกู้คืนฟอสเฟต, รายงานว่าในขณะที่เทคนิคการแยกไฟฟ้าสถิตประสบความสําเร็จในการอัพเกรดแร่ฟอสเฟตโดยการกําจัดซิลิกาและคาร์บอเนต, ความจุต่ําของตัวแยกที่มีจํากัดการใช้งานของพวกเขาสําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์. [17]

การแยกไฟฟ้าสถิตของแร่ฟลอริด้าได้รับการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดย Stencel และ Jian ใช้ห้องปฏิบัติการไหลผ่านฟรี- ตัวคั่นฤดูใบไม้ร่วง. [18] วัตถุประสงค์คือการระบุทางเลือกหรือโครงการประมวลผลเสริมกับระบบ flotation ยาวใช้เนื่องจากไม่สามารถใช้ flotation บนวัสดุของน้อยกว่า 105 µm. วัสดุที่ดีนี้ถูกฝังกลบเพียง, สูญเสีย 30% ของฟอสเฟตขุด. พวกเขาทดสอบแร่ดิบที่หมดแรง, อาหารลอยดี, น้ํากระเทกเข้มข้น, และน้ําวนสุดท้ายที่ได้จากโรงงานแปรรูปสองแห่งในฟลอริด้าที่อัตราฟีดได้ถึง 14 กิโลกรัม / ชั่วโมงในตัวคั่นห้องปฏิบัติการ. ผลการแยกที่ดีมีการรายงานด้วยอาหารลอยดี (+0.1 มม.; ~12%p2O5) จากแหล่งหนึ่งซึ่งได้รับการอัพเกรดเป็น 21-23% P2O5 ในสองผ่านด้วย 81- 87% P2O5 การฟื้นตัวโดยปฏิเสธซิลิกาที่ไม่ละลายน้ําเป็นหลัก. ผลลัพธ์ที่คล้ายกันได้สําเร็จเมื่อ tribocharging ฟีดโดยใช้ทั้งท่อลําเลียงนิวเมติกหรือหมุน tribo-ชาร์จ.

รายงานการวิจัยล่าสุดในการแยกไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟตระบบที่เกี่ยวข้องที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จของวัสดุก่อนที่จะแนะนําลงในตัวแยกฤดูใบไม้ร่วงฟรี, เตาและอัล-ฮวาอิติ [19] ระบุว่าไม่มีการใช้ไฟฟ้าสําหรับฟอสเฟตเนื่องจากระบบต่ํา

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

ปริมาณงาน, ประสิทธิภาพต่ําและต้องทํางานร่วมกับการกระจายขนาดอนุภาคแคบ. นักวิจัยเหล่านี้โดยเฉพาะขอเอาชนะความหนาแน่นของประจุอนุภาคต่ําที่เกี่ยวข้องกับระบบขึ้นอยู่กับอนุภาคเพื่อสัมผัสอนุภาคหรือผลกระทบในระบบชาร์จที่เรียบง่าย. การทํางานกับแร่จอร์แดนกับหลัก, วัสดุที่ถูกบด -1.53 มม. และปฏิเสธอย่างระมัดระวังเพื่อลบวัสดุด้านล่าง 0.045 มม.. เครื่องแยกการตกอิสระขนาดเล็กถูกติดตั้งมาพร้อมกับที่ชาร์จหมุนที่ออกแบบใหม่ซึ่งออกแบบใหม่ด้วยกระบอกนิ่งและกลองหมุน, หรือเครื่องชาร์จ, และช่องว่างวงแหวนระหว่าง. แหล่งจ่ายไฟภายนอกถูกนํามาใช้เพื่อนํามาใช้ที่มีศักยภาพไฟฟ้าระหว่างกลองหมุนได้อย่างรวดเร็วและกระบอกนิ่ง. หลังจากชาร์จโดยการสัมผัสกับกลองหมุน, อนุภาคผ่านเข้าไปในตัวคั่นการตกอิสระแบบธรรมดา. การทํางานกับ 100 กรัมขนาดชุดและเริ่มต้นด้วยอาหารลดลง P2O5 เนื้อหาของ 23.8%, หลังจากสองผ่านสมาธิกับถึง 32.11% P2O5 ถูกกู้คืน, แต่เพียงแต่กับการกู้คืนโดยรวมของ 29%.

ในความพยายามที่จะได้รับค่าปรับฟอสเฟต (< 0.1 มม.), บาดา et al. ใช้แยกฤดูใบไม้ร่วงฟรีด้วยระบบชาร์จหมุนคล้ายกับของเต่า[20]. วัสดุเริ่มต้นมาจากสมาธิ flotation ที่มีค่าปรับกับ P2O5 ของ 28.5%. ผลิตภัณฑ์ของ 34.2% P2O5 ฟื้นตัวแต่อีกครั้งด้วยอัตราการกู้คืนต่ําของ 33.4%.

นี้ "คั่นไตรโบอิเล็กทรอนิกส์แบบหมุนอิสระตก" ถูกนําไปใช้อีกครั้งเพื่อผู้รับประโยชน์แห้งของฟอสเฟตโดยโซบีและเทา. [21] การทํางานกับก้อนหินฟอสเฟต dolomitic บดจากฟลอริด้าที่มีช่วงขนาดอนุภาคกว้างมาก (1.25 มม. – <0.010 มม.), ฟอสเฟตเข้มข้นด้วย 1.8% และ 47% P2O5 การกู้คืนถูกผลิตจากฟีดที่เริ่มต้นด้วยประมาณ 23% P2O5 และ 2.3% MgO. ผลสูงสุดบนอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการระดับได้ประสบความสําเร็จเมื่อให้อาหาร 9 กิโลกรัม/ ชั่วโมงและ – 3kV นําไปใช้กับเครื่องชาร์จแบบหมุน. ประสิทธิภาพการแยกถูกรายงานจะถูก จํากัด โดยทั้งสองปลดปลักวัสดุในอนุภาคขนาดใหญ่และการรบกวนของขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันในห้องแยก.

ผลที่ดีขึ้นได้ผลเมื่อประมวลผลตัวอย่างฟีด flotation กับการกระจายขนาดอนุภาคแคบของ 1 ถึง 0.1 มม.. กับ P เริ่มต้น2O5 เนื้อหาโดยประมาณ 10%, ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ได้รับโดยประมาณ 25% P2O5 เนื้อหา, P2O5 การฟื้นตัวของ 90%, และปฏิเสธ 85% ของควอตซ์. ประสิทธิภาพนี้แสดงให้เห็นได้ตั้งไว้ดีกว่าที่ได้รับกับแยกอิสระตกกับระบบการเรียกเก็บเงินแบบเดิมมากขึ้นโดยใช้โดย Stencel [18] แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบของที่ชาร์จโรตารี่ที่ออกแบบใหม่. การประมวลผลที่มีความเข้มข้นของโฟลเตชั่น 31.7% P2O5 ผลที่ได้คือผลให้ผลิตภัณฑ์ที่มีมากกว่า 35% P2O5 กับการกู้คืนของ 82%. การอัพเกรดนี้ได้รับการกล่าวถึงจะดีกว่าที่เป็นไปได้โดยการลอยตัว.

ตัวแยกขนาดห้องปฏิบัติการนี้มีความกว้างของระบบแยก 7.5 มีคําอธิบายว่ามีความจุ 25 กิโลกรัม/ ชั่วโมง, เทียบเท่ากับ 1/3 ตัน/ชั่วโมง/เมตรของความกว้าง. อย่างไรก็ตาม, ผลกระทบที่รายงานของอัตราการกินประสิทธิภาพการแยกพบว่าการแยกที่เหมาะสมได้รับเพียง 9 กิโลกรัม/ชั่วโมงหรือเล็กน้อยกว่าหนึ่งในสามความจุที่กําหนดของระบบ.

ทั้ง หมด, งานก่อนหน้าในการอัพเกรดไฟฟ้าสถิตของแร่ฟอสเฟตถูก จํากัด โดยการเรียกเก็บเงินสัมพัทธ์ของปมประสาทที่ซับซ้อนและอิทธิพลอันตรายของผลกระทบขนาดอนุภาค, โดยเฉพาะ, ผลของค่าปรับ. ส่วนใหญ่ทํางานเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการเพียงแต่ไม่มีการตรวจสอบขนาดเชิงพาณิชย์, อุปกรณ์ที่ดําเนินการอย่างต่อเนื่องสามารถนํามาใช้. นอกจากนี้, อุปกรณ์กระบวนการไฟฟ้าสถิตที่มีความสามารถในการผลิตต่ําได้ทําให้การใช้งานเชิงพาณิชย์ไม่สม.

2. ข้อจํากัดของกระบวนการแยกไฟฟ้าสถิตทั่วไป

ลูกกลิ้งความตึงเครียดสูงระบบแยกไฟฟ้าสถิตที่ใช้โดยGroppo [10] และคูโลเอริสและอัล. [11] โดยทั่วไปจะใช้สําหรับการอัพเกรดวัสดุที่หลากหลายเมื่อส่วนประกอบหนึ่งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่าคนอื่น ๆ. ในกระบวนการเหล่านี้, วัสดุต้องติดต่อกลองดินหรือแผ่นโดยทั่วไปหลังจากวัสดุอนุภาคมีประจุจากปรากฏการณ์การ ionizing. วัสดุนำไฟฟ้าจะสูญเสียความรวดเร็ว และถูกโยนจากกลอง. ไม่- วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ายังคงดึงดูดให้กลองเนื่องจากค่าใช้จ่ายจะกระจายช้าลงและจะตกหรือถูกแปรงจากกลองหลังจากแยกจากวัสดุที่ดําเนินการ.

ไดอะแกรมต่อไปนี้ (รูป 2) แสดงคุณสมบัติพื้นฐานของการแยกประเภทนี้. กระบวนการเหล่านี้

ST Equipment & Technology

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

จํากัดความจุเนื่องจากการติดต่อที่จําเป็นของทุกอนุภาคกับกลองหรือแผ่น. ประสิทธิภาพของตัวคั่นม้วนกลองเหล่านี้ยังจํากัดไว้กับอนุภาคของขนาดประมาณ 0.1 มม. หรือมากกว่าเนื่องจากทั้งต้องติดต่อแผ่นดินและการเปลี่ยนแปลงการไหลของอนุภาคที่ต้องการ. อนุภาคขนาดต่าง ๆ จะมี dynamics ไหลแตกต่างกันเนื่องจากผลกระทบแรง และจะส่งผลให้แยกเสื่อมโทรม.

รูป 2: แยกกลองไฟฟ้าสถิต (เอ็ลเดอร์และย่าน, 2003 [22]

การประยุกต์ใช้ความพยายามที่ จํากัด เพื่อ phosphate ผู้รับประโยชน์เกิดจากลักษณะไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของฟอสเฟตและวัสดุทั่วไป gangue. Kouloheris สังเกตส่วนใหญ่กําจัดบางส่วนของเหล็กและอลูมิเนียมที่มีอนุภาคที่, เนื่องจากธรรมชาติที่เป็นสื่อนํา, "โยน" จากลูกกลิ้ง. การปรากฏตัวของวัสดุชนิดนี้ในแร่ฟอสเฟตไม่ธรรมดา. Groppo กล่าวว่าวัสดุเดียวที่ถูก "ตรึง" ลูกกลิ้งเป็น"ไม่ใช่ตัวนํา"ถูกปรับ, แสดงการแยกตามขนาดอนุภาคมากกว่าองค์ประกอบวัสดุ. [9] มีข้อยกเว้นที่หายากที่เป็นไปได้, แร่ฟอสเฟตไม่สามารถให้ประโยชน์โดยตัวคั่นลูกกลิ้งแรงสูง.

ตัวแยกลูกกลิ้งกลองยังถูกนํามาใช้ในการกําหนดค่าที่พึ่งพาการชาร์จ triboelectric ของอนุภาคมากกว่าการชาร์จที่เกิดจากไอออนที่เกิดจากสนามแรงสูง. อิเล็กโทรดหนึ่งหรือหลายตัววางอยู่เหนือดรัม, เช่นขั้วไฟฟ้า "คงที่" ที่แสดงในรูป 2, จะถูกนํามาใช้เพื่อ"ยก"อนุภาคของค่าใช้จ่ายตรงข้ามจากพื้นผิวกลอง. ระบบดังกล่าวถูกใช้โดย Abouzeid, et al. [16] ที่พบว่าประสิทธิภาพการแยกมีการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับขั้วและใช้แรงดันไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าสถิต. กระบวนการจอห์นสัน [1] ใช้รูปแบบอื่นของตัวคั่นลูกกลิ้งกลอง. อย่างไรก็ตาม, ความจุที่ จํากัด และประสิทธิภาพของระบบลูกกลิ้งเดียวนําไปสู่ระบบที่ซับซ้อนมากเช่นภาพประกอบในรูป 1. ที่กล่าวข้างต้น, ปรากฏว่าความซับซ้อนนี้และความไม่มีประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการจํากัดอย่างรุนแรงของแอพลิเคชัน.

Triboelectrostatic แยกไม่แยกการไฟฟ้าจำกัด / วัสดุที่ไม่ใช่สื่อกระแสไฟฟ้า แต่ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการถ่ายโอนค่าใช้จ่ายโดยการสัมผัสแรงเสียดทานของวัสดุที่มีพื้นผิวเคมีที่แตกต่างกัน. ปรากฏการณ์นี้ถูกใช้ในกระบวนการแยก "ฟรีฤดูใบไม้ร่วง" มานานหลายทศวรรษ. กระบวนการดังกล่าวเป็นดังรูป 3. ส่วนประกอบของส่วนผสมของอนุภาคแรกพัฒนาค่าธรรมเนียมต่าง ๆ โดยติดต่อทั้งที่ มีพื้นผิวโลหะ, เช่นเดียวกับที่ชาร์จ tribo, หรือโดยอนุภาคอนุภาคติดต่อกับ, เช่นเดียวกับอุปกรณ์ให้อาหารเตียงที่ลื่นไหล. เป็นอนุภาคที่ตกผ่าน

ST Equipment & Technology

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

สนามไฟฟ้าในเขตขั้วไฟฟ้า, วิถีของแต่ละอนุภาคจะคายไปทางขั้วตรงกันข้ามค่าใช้จ่าย. หลังจากเป็นระยะทางหนึ่ง, ช่องเก็บที่ถูกว่าจ้างในการแยกกระแสข้อมูล. ติดตั้งทั่วไปต้องมีหลายขั้นตอนแยกกับรีไซเคิลเศษ middling. อุปกรณ์บางอย่างใช้กระแสของก๊าซเพื่อช่วยลำเลียงอนุภาคผ่านโซนอิเล็กโทรด.

รูป 5: "ฤดูใบไม้ร่วงฟรี" triboelectrostatic แยก

แทนที่จะขึ้นอยู่กับอนุภาคเท่านั้นที่จะติดต่อกับอนุภาคเพื่อก่อให้เกิดการถ่ายโอนค่าใช้จ่าย, ระบบหลายประเภทนี้ใช้"ชาร์จ"ส่วนประกอบด้วยวัสดุที่เลือกมีหรือไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่มการชาร์จอนุภาค. ในปี 1950, คณะนิติศาสตร์สอบสวนโดยใช้อุปกรณ์ต่างๆรวมทั้งค้อนโรงสีและโรงสีแท่งเพื่อเติมวัสดุระหว่างขั้นตอนการแยก [4] เช่นเดียวกับที่ชาร์จแผ่นที่เรียบง่ายของวัสดุต่างๆ. [5] [6] อย่างไรก็ตาม, กฎหมายสรุปได้ว่าอุณหภูมิวัสดุมีความสําคัญแทนที่และการถ่ายโอนค่าใช้จ่ายอนุภาคอนุภาคเหนืออุณหภูมิห้องให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าการใช้เครื่องชาร์จ. ซิคคูและอัล. [12] ตรวจสอบระดับสัมพัทธ์ของการถ่ายโอนค่าใช้จ่ายและสรุปว่าวัสดุปมเล็ก ๆ ที่ซื้อมาโดยส่วนใหญ่ผ่านการติดต่ออนุภาคอนุภาคเนื่องจากความน่าจะเป็นต่ําของความถี่ผลกระทบกับแผ่นชาร์จ. นี้แสดงให้เห็นถึงข้อ จํากัด ในการใช้ระบบชาร์จ: อนุภาคทั้งหมดจะต้องติดต่อพื้นผิวเครื่องชาร์จเพื่อให้อัตราป้อนจะต้องค่อนข้างต่ํา. สามารถปรับปรุงการติดต่อโดยใช้สภาพปั่นป่วนสําหรับลําเลียงวัสดุหรือโดยใช้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่ย้ายชาร์จ. งานล่าสุดของเต่า [19] และบาดา [20] และซบ [21] ใช้เครื่องชาร์จหมุนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ แต่เฉพาะกับเครื่องแยกห้องปฏิบัติการขนาดเล็กมาก. ในขณะที่การออกแบบเครื่องชาร์จที่ดีขึ้นนี้ได้รับการแสดงให้ดีกว่าระบบเก่า, แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการประมวลผลของระบบเหล่านี้ยังคงค่อนข้างต่ํา. [21]

ฤดูใบไม้ร่วงฟรีแยกชนิดนี้ยังมีข้อจำกัดในขนาดอนุภาคของวัสดุที่สามารถประมวลผล. ต้องถูกควบคุมการไหลภายในโซนอิเล็กโทรดเพื่อลดความปั่นป่วนเพื่อหลีกเลี่ยง "เปื้อน" ที่แยก. วิถีของอนุภาคมีมากกว่าผลกระทบจากความปั่นป่วนเนื่องจากอากาศพลศาสตร์การลากกองบนอนุภาคมีขนาดใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วง และไฟฟ้าสถิต. ปัญหานี้สามารถเอาชนะในระดับถ้าวัสดุที่มีขนาดอนุภาคแคบค่อนข้างมีการประมวลผล. การวิจัยส่วนใหญ่กล่าวถึงข้างต้นรวมถึงวัสดุก่อนคัดกรองในช่วงขนาดที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแยก. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] การ

ST Equipment & Technology

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

ต้องรักษาขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันจากแร่เดียวกันต้องใช้กระบวนการที่ซับซ้อนสําหรับการปรับขนาดและการแยกเศษส่วนขนาดเหล่านี้.

อนุภาคของน้อยกว่า 100 μm ไม่สามารถแยกออกได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบ "ฤดูใบไม้ร่วงฟรี". ตัวแยกที่ออกแบบมาเป็นพิเศษใช้ในการแปรรูปวัสดุที่ละเอียดโดยใช้อากาศที่ไหลผ่านระบบเพื่อสร้างการไหลของ laminar ในเขตแยก. ตัวคั่นชนิดนี้จะใช้ในงานล่าสุดบางส่วนที่กล่าวถึง. [19] [20 [21] ยัง, อนุภาคที่ละเอียดมากมักจะเก็บบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าและวิธีการทําความสะอาดขั้วไฟฟ้าบางอย่างจะต้องรวมไว้เพื่อใช้เป็นกระบวนการเชิงพาณิชย์อย่างต่อเนื่อง[23] ปัญหานี้อาจไม่ชัดเจนในระหว่างการทดลองห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก แต่ต้องได้รับการพิจารณาในระบบขนาดเชิงพาณิชย์ .

ข้อจํากัดของตัวคั่นการตกอิสระก็คือการที่โหลดอนุภาคภายในโซนขั้วไฟฟ้าต้องต่ําเพื่อป้องกันผลกระทบค่าพื้นที่, ซึ่งจำกัดอัตราการประมวลผล. ผ่านวัสดุโซนอิเล็กโทรดประมาณผลแยกเดียว, เนื่องจากไม่มีความเป็นไปได้ในการชาร์จประจุของอนุภาค. ดังนั้น, ระบบมัลติสเตจเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการปรับปรุงระดับของการแยกรวมทั้งการชาร์จวัสดุโดยการสัมผัสที่ตามมากับอุปกรณ์ชาร์จ. ส่งผลให้อุปกรณ์เสียงและความซับซ้อนเพิ่มขึ้นตามลำดับ.

3.0 STET เข็มขัดแยก

แม้ว่าจะไม่ได้ใช้ในเชิงพาณิชย์ในอุตสาหกรรมฟอสเฟต, อุปกรณ์ ST & LLC ของเทคโนโลยี (STET) triboelectrostatic เข็มขัดแยก (มะเดื่อ. 6) มีความสามารถที่แสดงให้เห็นถึงการประมวลผลอนุภาคจาก <0.001

มม.เกี่ยวกับ 0.5 มม.. [24] ตัวแยกเหล่านี้ได้รับการดําเนินการตั้งแต่ 1995 แยกคาร์บอนไม่ไหม้จากแร่เถ้าลอยในถ่านหิน โรงไฟฟ้า. ผ่านการทดสอบนำร่องพืช, โครงการสาธิตในโรงงานหรือการดำเนินงาน, แยก STET ได้แสดงให้เห็นถึงการแยกแร่ธาตุจํานวนมากรวมทั้งโปแตช, แคเซียม, calcite และแป้งทา.

เนื่องจากความสนใจหลักในเทคโนโลยีนี้ได้รับในความสามารถในการประมวลผลอนุภาคน้อยกว่า 0.1mm, ขีดจำกัดของกระเทือนธรรมดาและกลองม้วนตัวคั่น, ขีด จํากัด ขนาดอนุภาคบนของ STET ของการออกแบบปัจจุบันไม่เป็นที่รู้จักอย่างถูกต้อง. ปัจจุบัน, ขีดจํากัดนี้จะถูกกําหนดและความพยายามอยู่ระหว่างการเพิ่มขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ.

รูป 6: แยกเทคโนโลยี'แยกสายพานไตรโบอิเล็กทริก

พื้นฐานของการดําเนินงานของตัวแยก STET จะแสดงในรูป. 7. อนุภาคจะเก็บผล triboelectric ผ่านชนอนุภาคอนุภาค ในอากาศภาพนิ่งอาหารจำหน่าย และภาย ในช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า. แรงดันไฟฟ้าที่ใช้บนขั้วไฟฟ้าอยู่ระหว่าง ±4 และ ±10kV เมื่อเทียบกับพื้นดิน, ให้แรงดันไฟฟ้ารวม

ST Equipment & Technology

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

ความแตกต่างของ 8 ถึง 20 kV. สายพาน, ซึ่งทำจากพลาสติกที่ไม่ดำเนิน, เป็นตาข่ายขนาดใหญ่ด้วย 60% เปิดพื้นที่. อนุภาคสามารถผ่านหลุมในสายพานได้อย่างง่ายดาย. เมื่อเข้าสู่ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า ดึงดูดอนุภาคประจุลบ โดยกองกำลังของสนามไฟฟ้ากับขั้วไฟฟ้าบวกด้านล่าง. การบวกอนุภาคจะดึงดูดประจุลบบนอิเล็กโทรด. ความเร็วของสายพานวนซ้ำต่อเนื่องเป็นตัวแปรจาก 4 ถึง 20 เมตร / นาที. รูปทรงเรขาคณิตของเส้นข้ามทิศทางทําหน้าที่กวาดอนุภาคออกขั้วไฟฟ้าที่เคลื่อนไปทางปลายที่เหมาะสมของตัวคั่นและกลับเข้าไปในโซนเฉือนสูงระหว่างส่วนเคลื่อนที่ตรงข้ามของสายพาน. เนื่องจากอนุภาคจำนวนความหนาแน่นสูงภายในช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า (ประมาณหนึ่ง- สามปริมาณถูกครอบครองโดยอนุภาค) และการไหลแรง ๆ นั้นกระตุ้นทำ, มีหลายชนระหว่างอนุภาค และการชาร์จที่เหมาะสมเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดโซนแยก. ทวนกระแสที่ไหลเกิดจากส่วนสายพานเคลื่อน oppositely และต่อเนื่องชาร์จใหม่และแยกการสร้างตัวนับปัจจุบันพัดแยกภายในเครื่องเดียว. การชาร์จอย่างต่อเนื่องและการชาร์จประจุของอนุภาคภายในตัวคั่นจะช่วยลดระบบ "เครื่องชาร์จ" ที่จําเป็นก่อนที่จะนําวัสดุมาใช้ในการแยก, จึงลบข้อ จํากัด ร้ายแรงเกี่ยวกับความจุของตัวคั่นไฟฟ้าสถิตอื่น ๆ. การแบ่งนี้เป็นกระแสที่สอง, ความเข้มข้นและมีสารตกค้าง, โดยสตรีม middlings. ประสิทธิภาพในการแยกนี้ถูกแสดงให้เท่าประมาณสามขั้นตอนของการแยกกระเทือนกับไซ middlings.

(-พ) แร่ A

(+พ) แร่ B

ทิศทางสายพาน

เข็มขัด

ขั้วลบด้านบน

ขั้วบวกด้านล่าง

ทิศทางสายพาน

แร่สิ้น

รูป 7: พื้นฐานของเครื่องแยกสายพาน STET

การแยกอนุภาคที่มีประสิทธิภาพสูงน้อยกว่า 0.5 มม. ทําให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะและได้รับการพิสูจน์แล้วสําหรับการแยกค่าปรับ (ฝุ่น) จากการทําางานบดแบบแห้ง. ตัวแยก STET สามารถประมวลผลขนาดอนุภาคได้หลากหลายขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่จําเป็นต้องจําแนกประเภทในช่วงที่แคบ. เพราะความปั่นป่วนที่แข็งแรง, แรงเฉือนสูงระหว่างสายพานเคลื่อนที่, และความสามารถในการจัดการกับอนุภาคที่ดีมาก (<0.001 มม.) ตัวแยก ST อาจจะมีประสิทธิภาพในการแยกแร่ฟอสเฟตเมือกที่ตัวคั่นไฟฟ้าสถิตอื่น ๆ ล้มเหลว.

3.1 ทุนและค่าใช้จ่าย

การเปรียบเทียบต้นทุนการศึกษา โดย STET นาย และดำเนินการ โดย Soutex Inc. [25] Soutex เป็นควิเบกแคนาดาบริษัทวิศวกรรม ด้วยประสบการณ์ทั้งลอยเปียก และการประเมินกระบวนการแยกไฟฟ้าสถิต และการออกแบบ. การศึกษาเปรียบเทียบทุนและค่าใช้จ่าย triboelectrostatic เข็มขัดแยกกระบวนการทั่วไปฟองลอยสำหรับ beneficiation ของแร่ barite พละการ. ใช้ได้ประมาณรวมการดำเนินงานแรงงาน, การบำรุงรักษา, พลังงาน (ไฟฟ้า และน้ำมันเชื้อเพลิง), และวัสดุสิ้นเปลือง (e.g, ต้นทุนสารเคมีลอย). ป้อนต้นทุนจากค่าทั่วไปสำหรับพืชสมมุติอยู่ใกล้ภูเขารบ, เนวาดาสหรัฐอเมริกา. ทุนของสิบปีคำนวณจากต้นทุนเงินทุน และการดำเนินงาน โดยสมมติว่าเป็น

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

8% อัตราส่วนลด. ผลการเปรียบเทียบต้นทุนที่มีอยู่เป็นเปอร์เซ็นต์สัมพัทธ์ในตาราง 3. ตาราง 3. เปรียบเทียบค่าใช้จ่ายสำหรับการประมวลผลแคเซียม

Beneficiation เปียก

Beneficiation แห้ง

เทคโนโลยี

ฟองลอย

Triboelectrostatic เข็มขัดแยก

ซื้ออุปกรณ์ที่สำคัญ

100%

94.5%

ลงทุนรวม

100%

63.2%

ค่าใช้จ่ายประจำปี

100%

75.8%

OPEX นอร์โฟล์ก ($/เข้มข้นตัน)

100%

75.8%

ต้นทุนรวมเป็นเจ้าของ

100%

70.0%

มีต้นทุนการซื้อรวมของอุปกรณ์ทุนสำหรับกระบวนการแยกสายพาน triboelectrostatic less than สำหรับลอย. อย่างไรก็ตาม เมื่อรวมค่าใช้จ่ายทุนคำนวณรวมติดตั้งอุปกรณ์, ค่าท่อ และอุปกรณ์ไฟฟ้า, และกระบวนการสร้างต้นทุน, ความแตกต่างที่มีขนาดใหญ่. มีทุนทั้งหมดสำหรับกระบวนการแยกสายพาน triboelectrostatic 63.2% ต้นทุนของกระบวนการลอย. ค่าใช้จ่ายที่ลดลงอย่างมากสําหรับผลลัพธ์กระบวนการแห้งจากแผ่นการไหลที่ง่ายกว่า. มีต้นทุนการดำเนินงานสำหรับกระบวนการแยกสายพาน triboelectrostatic 75.5% ของกระบวนการลอยเนื่องจากส่วนใหญ่เป็นความต้องการพนักงานปฏิบัติงานต่ำกว่าและใช้พลังงานลดลง.

ต้นทุนรวมของความเป็นเจ้าของกระบวนการแยกสายพาน triboelectrostatic อย่างมีนัยสำคัญ less than สำหรับลอย. ผู้เขียนศึกษา, Soutex inc, สรุปได้ว่า กระบวนการแยกสายพาน triboelectrostatic มีข้อดีที่ชัดเจนในการลงทุน, ค่าใช้จ่าย, และความเรียบง่ายในการดำเนินงาน.

4. สรุป

ในขณะที่ผู้รับประโยชน์ฟอสเฟตแร่โดยกระบวนการไฟฟ้าสถิตแห้งได้รับการพยายามโดยนักวิจัยต่างๆตั้งแต่ 1940 มีการจํากัดการใช้งานของกระบวนการดังกล่าวในระดับเชิงพาณิชย์. ความสําเร็จที่ จํากัด ได้รับเนื่องจากความหลากหลายของปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบคั่นและความซับซ้อนของแร่.

การเตรียมอาหาร (อุณหภูมิ, การจัดประเภทขนาด, ตัวแทนเครื่องปรับ) ผลกระทบที่สําคัญต่อการปฏิบัติงานของระบบการแยก. โอกาสสําหรับการทํางานเพิ่มเติมในพื้นที่นี้, โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสํารวจของสารเคมีน้ํายาปรับอากาศเพื่อเพิ่มความแตกต่างของการชาร์จอนุภาคเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการแยกในภายหลัง. การใช้ตัวแทนที่ปรับเปลี่ยนค่าใช้จ่ายดังกล่าวอาจส่งผลให้กระบวนการที่สามารถประสบความสําเร็จได้รับผลประโยชน์กับวัสดุ gangue ซับซ้อน, รวมทั้งซิลิกาเตและคาร์บอเนต.

ในขณะที่การทํางานยังคงปรับแต่งวิธีการเหล่านี้, ข้อจํากัดพื้นฐานในระบบไฟฟ้าสถิตทั่วไปรวมถึงความจุ, สําหรับหลายขั้นตอนในการอัพเกรดแร่ที่เพียงพอ, และปัญหาการดำเนินงานที่เกิดจากการปรับ. เพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่ทํางานได้ของเทคนิคห้องปฏิบัติการที่แสดงให้เห็น, การปรับปรุงที่สําคัญจะต้องทําเพื่อให้มั่นใจว่าเชื่อถือได้, การทํางานอย่างต่อเนื่องโดยไม่เสื่อมประสิทธิภาพ.

ตัวแยก triboelectric STET ให้อุตสาหกรรมการประมวลผลแร่หมายถึงการใช้วัสดุดีด้วยเทคโนโลยีแห้งทั้งหมด. กระบวนการสิ่งแวดล้อมสามารถกำจัดการประมวลผลที่เปียกและแห้งที่จำเป็นของวัสดุขั้นสุดท้าย. กระบวนการ STET ทํางานที่ความจุสูง – ถึง 40 ตันต่อชั่วโมงโดยเครื่องขนาดกะทัดรัด. ตัวแยก STET สามารถประมวลผลขนาดอนุภาคได้หลากหลายขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่จําเป็นต้องจําแนกประเภทในช่วงที่แคบ. เพราะความปั่นป่วนที่แข็งแรง, แรงเฉือนสูงระหว่างสายพานเคลื่อนที่, และความสามารถในการจัดการกับอนุภาคที่ดีมาก (<0.001 มม.) ตัวแยก STET อาจมีประสิทธิภาพในการแยกเมือกจากแร่ฟอสเฟตที่ตัวแยกไฟฟ้าสถิตอื่น ๆ ล้มเหลว. การใช้พลังงานอยู่ในระดับต่ำ, ประมาณ 1-2 กิโลวัตต์/ตันของวัสดุการประมวลผล. ตั้งแต่การปล่อยเท่านั้นศักยภาพของกระบวนการเป็นฝุ่น, การอนุญาตให้โดยทั่วไปจะค่อนข้างง่าย.

J.D. Bittner et al./Procedia วิศวกรรม 00 (2015) 000–000

อ้างอิง

[1]ชม. B. จอห์นสัน, การประมวลผลของแร่ฟอสเฟตมุ่งเน้นแบริ่ง, สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 2,135,716, พฤศจิกายน, 1938

[2]ชม. B. จอห์นสัน, การประมวลผลของแร่ฟอสเฟตมุ่งเน้นแบริ่ง, สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 2,197,865, เมษายน, 1940.

[3]O.C. ราล์สตัน, การแยกไฟฟ้าสถิตของของแข็งเม็ดผสม, บริษัทเผยแพร่ Elsevier, จากการพิมพ์, 1961.

[4]เจ.E. ลอว์เวอร์, วิธีการได้รับประโยชน์แร่ สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 2723029 พฤศจิกายน 1955

[5]เจ.E. ลอว์เวอร์, ผู้รับผลประโยชน์ ไม่ใช่โลหะ แร่ธาตุ. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 2,754,965 กรกฎาคม 1956

[6]เจ.E. ลอว์เวอร์, ประโยชน์ของแร่ฟอสเฟต สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 3,225,923 ธ.ค. 1965

[7]C. C. คุก, วิธีการรับประโยชน์และเครื่องมือจึง, สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 2,738,067, มีนาคม, 1956

[8]เจ.E. ลอว์เวอร์, ผู้รับผลประโยชน์ ไม่ใช่โลหะ แร่ธาตุ. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 2,805,769 กันยายน 1957

[9]D. กรัม. เฟรสบี, การแยกไฟฟ้าสถิตตกอิสระของฟอสเฟตและอนุภาคของแคลไซต์, รายงานความก้าวหน้าของห้องปฏิบัติการวิจัยแร่, ธันวาคม, 1966

[10]เจ.จี. กรอปโป, การแยกไฟฟ้าสถิตของฟอสเฟตอร์แคโรไลนา, รายงานการวิจัยวิจัยมหาวิทยาลัยรัฐนอร์ทแคโรไลนา

# 80-22-P, 1980

[11]เอ พี. โคโลเฮริส, เอ็ม เอส. หวง, การสกัดแห้งและการทําให้บริสุทธิ์ของก้อนกรวดฟอสเฟตจากหินไหลจากเหมือง, สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 3,806,046, เมษายน 1974

[12]R. ซิคคู, C. เดลฟา, จี บี. อัลฟ่านู, P. คาร์บินี่, L. คูเนลลี, P. ซาบา 1972 การทดสอบบางส่วนของการแยกไฟฟ้าสถิตนําไปใช้กับฟอสเฟตกับ gangue คาร์บอเนต', สภานานาชาติการประมวลผลแร่, มหาวิทยาลัยกายารี่, อิตาลี

[13]R. ซิคคู, ม. กีเนีย, Beneficiation ของแร่ฟอสเฟตตะกอนแบบลีนโดยการเลือกการลอยหรือการแยกไฟฟ้าสถิต, กระบวนการพิจารณาคดี, การประชุม FIPR 1993, 135-146.

[14]R. ซิคคู, ม. กีเนีย, กรัม. Ferrara การไตร่ตระหรรมที่เลือกของอนุภาคสําหรับการแยก, ผงและอนุภาควารสาร 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. ฮามมูด, เอ.E. คาซแบ็ก, เอ็ม เอ็ม เอ็ม. Ali, 1977 กระบวนการปรับรุ่นฟอสเฟตที่ซับซ้อนไม่เกิดออกซิไดซ์แบบลีนของที่ราบสูงอาบูทาร์ตูร์

(ทะเลทรายตะวันตก)". การประชุมการประมวลผลแร่ระหว่างประเทศ.

[16]เอ ซี เอ็ม. อบูซิด, เอ.E. คาซแบ็ก, สุวดี. Hassan, การอัพเกรดแร่ฟอสเฟตโดยการแยกไฟฟ้าสถิต, การเปลี่ยนแปลงขอบเขตของการประมวลผลแร่, 1996, 161-170.

[17]เอ ซี เอ็ม. อบูซิด, การรักษาทางกายภาพและความร้อนของแร่ฟอสเฟต – ภาพรวม, วารสารนานาชาติของการประมวลผลแร่, 2008, 85, 59-84.

[18]เจม. Stencel, X. เจียง ขนส่งนิวเมติก, Beneficiation triboelectric สำหรับอุตสาหกรรมฟอสเฟตฟลอริดา, รายงานขั้นสุดท้ายที่เตรียมไว้สําหรับสถาบันฟลอริดาฟอสเฟตวิจัย, โครงการฟิป 01-02-149R, ธันวาคม 2003.

[19]D. เต่า, ม. อัล-วาอิติ, การศึกษาประโยชน์ของฟอสฟอรัส Eshidiya โดยใช้ตัวคั่นแบบหมุน, วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการทําเหมืองแร่ 20 (2010) pp. 357-364.

[20]S. O. บาดา, ไอ เอ็ม. เหยี่ยว, อาร์ เอ็ม เอส. เหยี่ยว, ซีพี, เบิร์กแมนน์, การศึกษาความเป็นไปได้เกี่ยวกับความเข้มข้นของไตรโบอิเล็กโทรส <105μmฟอสเฟตแร่. วารสารสถาบันเหมืองแร่และโลหะผสมแอฟริกาใต้, อาจ 2012, 112, 341-345.

[21]A. โสด, D. เต่า, นวัตกรรมเทคโนโลยี RTS สําหรับผู้รับผลประโยชน์แห้งของฟอสเฟต, SYMPHOS 2013 – 2Nd การประชุมวิชาการนานาชาติเกี่ยวกับนวัตกรรมและเทคโนโลยีสําหรับอุตสาหกรรมฟอสเฟต. Procedia วิศวกรรม, ถึง. 83 PP 111-121, 2014.

[22]เจ. ผู้สูงอายุ, อี. ยัน, 2003. "eForce. ".- เครื่องแยกไฟฟ้าสถิตสําหรับอุตสาหกรรมทรายแร่รุ่นใหม่ล่าสุด" การประชุมแร่หนัก, โจฮันเนสเบิร์ก, สถาบันแอฟริกาใต้เหมืองแร่และโลหะผสม.

[23]L. แบรนด์, P-M. บีเยอที่ 1. Stahl,แยกไฟฟ้าสถิต, วิเลย์-VCH& Co, 2005.

[24]J.D. Bittner, เอฟ เจ. Hrach, สุวดี. Gasiorowski, ล.ท.ก.ล.ต.. Canellopoulus, ชม. Guicherd, แยก triboelectric เข็มขัดสำหรับ beneficiation ความดี, SYMPHOS 2013 – 2Nd การประชุมวิชาการนานาชาติเกี่ยวกับนวัตกรรมและเทคโนโลยีสําหรับอุตสาหกรรมฟอสเฟต. Procedia วิศวกรรม, ถึง. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, K.P. ฟลินน์, เอฟ เจ. Hrach, ขยายการใช้งานในการแยกแร่ triboelectric แห้ง, คดีของการประชุมนานาชาติผลิตแร่ XXVII – IMPC 2014, Santiago, ชิลี, ต.ค. 20 – 24, 2014.