Electrostatic Beneficiation ng pospeyt Ores: Pagsuri ng Nakalipas Trabaho at Talakayan ng isang Improvised Paghihiwalay System

Magagamit na online sa www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

www.elsevier.com/locate/procedia

3rd International panayam sa Innovation at Teknolohiya sa Phosphate Industry

Electrostatic beneficiation ng pospeyt ores: Review ng mga nakaraang trabaho

at talakayan ng isang pinabuting sistema ng paghihiwalay

J.D. Bittnerisang, S.A.Gasiorowskiisang, F.J.Hrachisang, H. Guicherdb *

isangST equiment and Technology LLC, Needham, Massachusetts, Estados Unidos

bKagamitang ST & Technology LLC, Avignon, Pransiya

abstract

Beneficiation ng pospeyt ores pamamagitan ng dry electrostatic proseso ay tinangka sa pamamagitan ng iba't-ibang mga mananaliksik mula noong dekada ng 1940. Ang pinagbabatayan dahilan para sa pagbuo ng dry proseso para sa pospeyt pagbawi ay ang mga limitadong halaga ng tubig sa ilang mga tigang na mga rehiyon, ang mga gastos lutang kemikal, at ang gastos ng wastewater treatment. Habang electrostatic proseso ay maaaring magbigay ng isang kumpletong alternatibo sa lutang, maaaring ito ay angkop bilang isang suplemento para sa ilang mga daluyan tulad ng pagbabawas ng multa / slimes nilalaman ng mineral bago ang lutang, pagproseso ng lutang tailings para sa pagbawi ng nawalang produkto, at minimizing epekto sa kapaligiran. Habang magkano ang trabaho ay ginanap sa gamit ang parehong mataas na tensyon roller at freefall panghiwalay sa kaliskis laboratory, ang tanging ebidensya ng komersyal na pag-install ay ang circa 1940 proseso "Johnson" sa Pierce Mine FL; Walang ebidensiya sa panitikan ng kasalukuyang komersyal na paggamit ng elektrostatika, bagaman malakas na interes sa dry proseso ay patuloy para sa paggamit sa tigang na mga rehiyon. Ang iba't ibang mga proyekto sa pananaliksik iniulat bigyang-diin na ang feed paghahanda (temperatura, laki ng pag-uuri, conditioning agent) magkaroon ng isang malaking epekto sa pagganap. Habang ang ilang magandang separations ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtanggal silica mula phosphates, at may mas kaunting mga halimbawa ng calcite at dolomite mula phosphate, ang mga resulta ay mas mababa positive kapag maramihang mga impurities ay kasalukuyan. Research trabaho ay patuloy na pinuhin ang mga pamamaraan, ngunit ang mga pangunahing limitasyon sa maginoo electrostatic sistema ng isama ang mababang kapasidad, ang pangangailangan para sa maramihang mga yugto para sa sapat na pag-upgrade ng mga mineral, at pagpapatakbo problema na sanhi ng multa. Ang ilan sa mga limitasyong ito ay maaaring magtagumpay sa pamamagitan ng mas bagong electrostatic proseso kabilang ang isang separator triboelectric belt.

© 2015 ang mga May-akda. Nai-publish sa pamamagitan ng Elsevier Ltd.

Peer pagsusuri sa ilalim ng pananagutan ng Pang-Agham Committee ng SYMPHOS 2015.

Keywords: pospeyt, electrostatic; paghihiwalay; mineral; fine particle; dry proseso

*Kaukulang may-akda: Tel: +33-4-8912-0306 E-mail address: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 ang mga May-akda. Nai-publish sa pamamagitan ng Elsevier Ltd.

Peer-review ilalim responsibilidad ng Pang-Agham Committee ng SYMPHOS 2015.

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

1. Naiulat na trabaho sa electrostatic beneficiation ng pospeyt ores

Phosphate konsentrasyon mula sa natural ores ay mahaba ay ginanap sa pamamagitan ng isang iba't ibang mga paraan gamit minsan ng malaking halaga ng tubig. gayunman, dahil sa ang kakulangan ng tubig sa iba't-ibang mga deposito phosphate sa buong mundo, pati na rin ang pagtaas ng mga gastos ng pagpapahintulot at wastewater treatment, ang pagbuo ng isang epektibong, pang-ekonomiya dry proseso ay lubos na kanais-nais.

Pamamaraan para sa dry electrostatic pagpoproseso ng pospeyt ores ay iminungkahi at nagpakita sa maliit na kaliskis para sa higit sa 70 taon. gayunman, komersyal na aplikasyon ng mga pamamaraan ay nai-lubhang limitado. Ang "proseso Johnson" [1] ay ginamit pangkomersyo simula sa 1938 para sa isang tagal ng panahon sa American Agricultural Chemical Company planta na malapit Pierce Florida USA. Ang prosesong ito ay ginagamit ng isang napaka-komplikadong serye ng roller electrodes (pigura 1) para sa mga multi stage konsentrasyon ng pospeyt pagbawi mula deslimed washery tailings, lutang pre-concentrates, o lutang tailings. nagsisimula sa 15.4% P2ang5 at 57.3% hindi matutunaw materyal sa pinong tailings, sa pamamagitan ng isang kumbinasyon ng mga laki ng pag-uuri, desliming, at preconditioning ng pinatuyong tailings, ang materyal na may 33.7% P2ang5 at tanging 6.2% walang kalutasan ay nakuhang muli. Sa isa pang halimbawa, pag-upgrade ng lutang tailings na may 2.91% P2ang5 nagresulta sa isang produkto ng 26.7% P2ang5 kasama ang 80% pagbawi. Johnson siniyasat na ito ay kinakailangan upang tratuhin ang mga washery tailings na may reagents kemikal karaniwang ginagamit sa pospeyt lutang upang makakuha ng mataas na pospeyt grade at pagbawi. Siya mismo mentions ang pagiging epektibo ng gasolina langis at mataba acids bilang reagents.

pigura 1, Johnson proseso patakaran ng pamahalaan at daloy sheet US Patent 2,135,716 at 2,197,865, 1940 [1][2]

Habang ito komersyal na pag-install ay nabanggit sa literatura na nagsisimula tungkol sa 1938, ito ay hindi malinaw kung paano malawakan o para sa kung gaano katagal ang proseso na ito ay ginamit. Sa kanyang buod ng ang katayuan ng electrostatic separations hanggang sa 1961, ang. C. Ralston

[3]nagsusulat na limang malaking Johnson panghiwalay na-install sa bawat processing tungkol 10 tons / hr of -20 mesh feed. Ang bawat separator ay 10 Rolls mataas na may inilapat boltahe ng 20 kV. Walang iba pang mga komersyal na-scale phosphate concentrators gamit elektrostatika na-install sa Florida ayon sa Ralston. Batay sa mga paglalarawan ng proseso kagamitan, ang mga may-akda

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

ay may concluded na ang kabuuang kapasidad ng proseso ay sa halip mababa na may kaugnayan sa kapasidad ng iba pang mga proseso, tulad ng wet lutang. Mababang kapasidad at ang mga gastos ng pagpapatayo ng feed ng mineral mula sa wet mining sa Florida ay malamang ang dahilan para sa nililimitahan ang karagdagang application ng proseso sa 1940s at 1950s.

Noong dekada ng 1950 at 1960 mga manggagawa para sa International Mineral & kemikal Corporation (IMC) sinusuri ang application ng dry electrostatic paghihiwalay proseso para sa mineral beneficiation. Floridian pospeyt ng mineral processing ay ng mga partikular na interes sa IMC. Ang IMC work utilized isang libreng pagkahulog separator disenyo minsan may maliit na butil singilin pinahusay na sa pamamagitan ng pagpasa sa pamamagitan ng isang manunulsol o Impactor tulad ng isang martilyo o pamalo kiskisan. [4] Ang isang kasunod na patent [5] kasama ang ilang mga pagpapahusay ng paghihiwalay gamit charger ng iba't ibang mga materyales, bagaman ang pangwakas na patent sa mga serye

[6]concluded na maliit na butil contact singilin sa isang mataas na temperatura (>70° F) ay mas epektibo kaysa sa paggamit ng isang charger na sistema. Kinatawan ng mga halimbawa ng mga resulta iniulat sa mga patente ay ipinapakita sa Table 1.

mesa 1. Naiulat na mga resulta mula sa International Mineral & kemikal Patents 1955-1965

Ang iba't ibang IMC patente sinusuri ng impluwensiya ng laki ng tinga, kabilang ang pagproseso ng iba't-ibang cuts screen nang nakapag-iisa, kahit maliit na trabaho na kasangkot napaka-fine (<45 microns) particle. Sample conditioning iba-iba malawak, kabilang ang pagsasaayos ng temperatura, pre washing at drying, at iba't ibang mga pamamaraan drying (di-tuwiran drying, flash drying, heat lamp na may partikular na IR weyblengt saklaw). Iba't ibang mga impurities (i.e. silicates kumpara carbonates) kinakailangan iba't ibang mga pangangasiwa at pretreatment pamamaraan upang i-optimize ang paghihiwalay. Habang ito ay malinaw na mula sa mga paglalarawan ng patent na IMC ay sinusubukan upang bumuo ng isang komersyal na proseso scale, pagsusuri sa panitikan ay hindi magpahiwatig na ang ganitong pag-install ay kailanman constructed at pinapatakbo sa anumang IMC site.

Sa 1960 ng trabaho partikular sa carbonate na naglalaman ng pospeyt ores mula sa North Carolina ay ginanap sa North Carolina State University Mineral Research Laboratory, [9] Paggamit ng isang laboratory scale freefall separator at isang synthetic halo ng lupa shell carbonate at pospeyt pebble lutang concentrate sa isang napaka-makitid na hanay ng laki (-20sa +48 mata), ang pananaliksik ay nagpakita na preconditioning ang materyal na may isang acid scrub o mataba acids naiimpluwensyahan ang mga kamag-anak na singil ng pospeyt bilang alinman sa positibo o negatibong. Medyo matalim separations ay natamo. gayunman, kapag gumagamit ng isang natural na mineral na naglalaman ng isang malaki halaga ng mga multa, tanging mahinang separations ay posible. Ang pinakamahusay na naiulat sa paghihiwalay mula sa isang nalalabi mula lutang pag-upgrade sa isang paunang P2ang5 konsentrasyon ng 8.2% mababawi isang produkto ng 22.1% P2ang5. Walang antas ng pagbawi ay iniulat. kapansin-pansin, isa sa mga iniulat na problema ay isang build-up ng mga multa sa separator electrodes.

Karagdagang trabaho sa electrostatic paghihiwalay ng North Carolina pospeyt paggamit ng isang mataas na tensyon roller type separator

[10]Napagpasyahan na habang ang paghihiwalay ng pospeyt at kuwarts ay posible, drying gastos ay humahadlang. gayunman, ibinigay na ang calcined pospeyt ores ay tuyo, ang mga mananaliksik iminungkahi na electrostatic paghihiwalay ng naturang ores maaaring posible. Paghiwalay ng calcined phosphates ay mapagkailangan sa pintuang iniulat work. Paghihiwalay ay lumitaw na may kaugnayan sa laki ng tinga sa halip na komposisyon. Iminungkahing mga pagpapabuti kasama ang paggamit ng iba pang mga electrostatic paghihiwalay sistema, reagents upang mapahusay ang maliit na butil singilin katangian at napakalapit screen sizing ng mga materyales. Walang katibayan na ang anumang follow-up na trabaho ay ginanap sa proyektong ito.

Kahit papaano ay mas maaga sa trabaho ang paggamit ng de-tensyon roller panghiwalay [11] matagumpay na naalis aluminyo at bakal compounds mula sa run-of-minahan ng mineral mula sa Florida. mineral ay natuyo, durog, at maingat na sukat bago ang paghihiwalay. ang P2ang5 concentration ay nadagdagan marginally mula sa 30.1% sa 30.6% ngunit ang pag-alis ng Al at Fe compounds pinagana ang isang mas mas mahusay na kasunod na pagbawi sa pamamagitan ng lutang pamamaraan. Trabaho na ito isinalarawan ang paggamit ng isang electrostatic separator upang tugunan ang isang problema sa isang tiyak na mineral na limitado maginoo wet processing.

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Kasama ng pagsisiyasat sa paghihiwalay ng maraming iba pang mga materyales, Ciccu at katrabaho nasubok sa paghihiwalay ng isang iba't ibang mga phosphate ores kasama ang mga pinagkukunan mula sa Indya, Algeria, Tunisia, at Angola. [12] Electrostatic paghihiwalay ay ng interes bilang isang alternatibo sa lutang mula sa isang pang-ekonomiya na kinatatayuan dahil sa ang katunayan na ang malaking deposito ng phosphates ay natagpuan sa tuyo rehiyon. [13] Ang paggamit ng laboratoryo-scale libreng pagkahulog panghiwalay sa isang "turbocharger", ang mga mananaliksik ay able sa kumuha ng paghihiwalay ng mga resulta na katulad sa lutang proseso mula sa inang mina na may relatibong simpleng gangue komposisyon. partikular, sila ay natagpuan na phosphate sisingilin positibo sa presensya ng silica, ngunit negatibong sa presensya ng calcite. gayunman, kung ang mineral na nakapaloob makabuluhang halaga ng parehong silica at karbonat, ang electrostatic paghihiwalay ay mahihirap at lutang proseso pinatunayan mas may kakayahang umangkop para sa pagkuha ng mga praktikal na separations. Mula sa pag-aaral ng mga epekto ng turbocharger sa singilin ng mga indibidwal na mga particle, ang mga mananaliksik concluded na ang gangue materyal sisingilin lalo na sa pamamagitan ng maliit na butil-butil contact sa halip na makipag-ugnayan sa turbocharger ibabaw. [13] [14] Nagcha-charge ay din lubhang sensitibo sa mga materyal na temperatura, may magandang paghihiwalay tanging matatamo sa itaas 100 ° C. Bukod pa rito, ang pagkakaroon ng mainam na materyal na sanhi problema sa separator at mahusay na mga resulta ay depende sa maingat na pagpapalaki ng mga particle sa hanggang sa tatlong mga sukat ng saklaw bago ang paghihiwalay. Ang isang buod ng mga resulta mula sa grupong ito ay iniharap sa Table 2. walang ganap na- scale aplikasyon lumilitaw na na-ipinatupad batay sa trabahong ito.

mesa 2. Naiulat na mga resulta mula sa Ciccu, at. al. mula sa laboratoryo-scale panghiwalay libreng pagkahulog

Electrostatic paghihiwalay ng isang Egyptian mineral ay aral sa pamamagitan Hammoud, et al. gamit ang isang laboratoryo-scale libreng pagkahulog separator. [15] Ang mineral na ginagamit na nakapaloob lalo na silica at iba pang mga hindi matutunaw na may isang paunang P2ang5 konsentrasyon ng 27.5%. Ang nakuhang produkto ay may isang P2ang5 konsentrasyon ng 33% may isang 71.5% pagbawi.

Isang karagdagang pag-aaral ng isang Egyptian ore na may pangunahin siliceous gangue ay isinasagawa sa pamamagitan Abouzeid, et al. gamit ang isang laboratoryo roller separator. [16] Ang mga mananaliksik na partikular na hinahangad upang makilala ang mga tuyong pamamaraan upang tumutok at / o dedust phosphate ores sa mga distrito na may shortages ng tubig. aaral na ito ay nakuha ng isang produkto na may 30% P2ang5 mula sa isang feed materyal na may 18.2 % P2ang5 may isang pagbawi ng 76.3 % pagkatapos ng masusing sizing ng mga materyal sa isang makitid na hanay sa pagitan ng 0.20 mm at 0.09 mm.

Sa isang kasunod na artikulo pagsusuri na sumasaklaw ang buong hanay ng beneficiation proseso para sa pospeyt pagbawi, Abouzeid iniulat na habang electrostatic paghihiwalay pamamaraan ay matagumpay sa pag-upgrade phosphate ores sa pamamagitan ng pagtanggal silica at carbonates, ang mababang kapasidad ng mga panghiwalay available limitado ang kanilang paggamit para sa komersyal na produksyon. [17]

Electrostatic paghihiwalay ng Florida ores ay nag-aral kamakailan sa pamamagitan Stencel at Jian gamit ang isang laboratoryo flow-thru libreng- pagkahulog separator. [18] Ang layunin ay upang makilala ang isang alternatibo o pandagdag na processing scheme sa pang-ginagamit lutang sistema dahil lutang ay hindi maaaring gamitin sa mga materyal na mas mababa sa 105 microns. Ito pinong materyal ay lamang landfilled, na nagreresulta sa isang pagkawala ng halos 30% ng phosphate orihinal na mina. Sila ay sinubok deslimed raw mineral, fine lutang feed, rougher lutang concentrate, at huling lutang concentrates nakuha mula sa dalawang mga halaman processing sa Florida sa feed na mga rate ng hanggang sa 14 kg / oras sa isang lab-scale separator. Magandang paghihiwalay mga resulta ay iniulat sa fine lutang feed (+0.1 mm; ~ 12% P2ang5) mula sa isang source na kung saan ay na-upgrade sa 21-23% P2ang5 sa dalawang passes sa 81- 87% P2ang5 pagbawi sa pamamagitan ng pagtanggi lalo na malulutas silica. Katulad na mga resulta ay nakakamit kapag tribocharging ang feed gamit ang alinman sa isang niyumatik conveying tube o isang umiikot na tribo-charger.

Ang pinaka-kamakailan-lamang na iniulat na pananaliksik sa electrostatic paghihiwalay ng phosphate ores kasangkot sistema na dinisenyo upang mas mahusay na i-optimize ang pag-charge sa mga materyales bago ang pagpapakilala sa isang libreng pagkahulog separator, Tao at Al-Hwaiti [19] na kinilala na walang komersyal na paggamit ng elektrostatika para phosphate beneficiation dahil sa ang sistema ng mababang

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

throughput, mababang kahusayan at ang pangangailangan upang gumana sa makipot na laki ng tinga distribusyon. Ang mga mananaliksik na partikular na hinahangad upang pagtagumpayan ang mababang particle bayad density nauugnay sa sistema ng umaasa sa ang maliit na butil na tinga ng contact o epekto sa isang simpleng pag-charge ng system. Paggawa gamit ang isang Jordanian ore na may pangunahin silica gangue, ang materyal ay durog sa -1.53 mm at maingat na tinanggihan upang alisin ang materyal sa ibaba 0.045 mm. Ang isang maliit na laboratoryo scale libreng-pagkahulog separator ay marapat na may isang bagong dinisenyo umiikot charger dinisenyo na may isang nakatigil silindro at isang umiikot na drum, o charger, at sa hugis ng bilog na espasyo sa pagitan ng. Ang isang panlabas na supply ng kapangyarihan ay ginagamit upang mag-aplay ng isang electric potensyal sa pagitan ng mabilis na umiikot na drum at ang nakatigil cylinder. Pagkatapos singilin ang sa pamamagitan ng contact na may umiikot na drum, ang mga particle pumasa sa isang maginoo libreng-pagkahulog separator. Paggawa gamit 100 gram batch laki at nagsisimula sa isang tinanggihang feed P2ang5 nilalaman ng 23.8%, matapos ang dalawang passes isang tumutok na may hanggang sa 32.11% P2ang5 ay nakuhang muli, bagaman lamang sa isang pangkalahatang pagbawi ng 29%.

Sa isang pagsusumikap upang beneficiate phosphate multa (< 0.1 mm), Bada et al. employed isang libreng pagkahulog separator na may isang umiikot na singilin ang sistema na halos kapareho sa na ng Tao ni.[20]. Ang panimulang materyal ay mula sa isang lutang concentrate na naglalaman ng multa na may isang P2ang5 ng 28.5%. Isang produkto ng 34.2% P2ang5 ay nakuhang muli ngunit muli may isang mababang rate ng pagbawi ng 33.4%.

Ang "rotary triboelectrostatic libreng-pagkahulog separator" ay muling inilapat sa dry beneficiation ng phosphates sa pamamagitan Sobhy at Tao. [21] Paggawa gamit ang isang crushed dolomitic phosphate pebble mula sa Florida na may isang napaka-malawak na hanay maliit na butil laki (1.25 mm – <0.010 mm), isang pospeyt isiping may 1.8% MgO at 47% P2ang5 pagbawi ay ginawa mula sa isang feed na nagsisimula sa humigit-kumulang 23% P2ang5 at 2.3% MgO. Ang pinakamainam na mga resulta sa lab-scale na aparato ay nakakamit kapag pagpapakain 9 kg / hr at - 3kV inilapat sa rotary charger. Ang paghihiwalay kahusayan ay iniulat na maging limitado sa pamamagitan ng parehong mga mahihirap pagpapalaya ng mga materyal sa mga malalaking particle at panghihimasok ng iba't ibang mga laki ng maliit na butil sa paghihiwalay silid.

Mas mahusay na mga resulta ay nakakamit kapag nagpoproseso ang lutang feed sample na may makitid na butil laki pamamahagi ng 1 sa 0.1 mm. Sa inisyal na P2ang5 nilalaman ng humigit-kumulang 10%, sample ng produkto ay natamo ng humigit-kumulang 25% P2ang5 nilalaman, P2ang5 pagbawi ng 90%, at pagtanggi ng 85% ng kuwarts. Ito nagpakita ng kahusayan ay nabanggit ng mas maraming mas mahusay kaysa sa na natamo ng isang libreng-pagkahulog separator ng isang mas maginoo charging system pati na ginagamit ng Stencel [18] nagpapakita ng bentahe ng mga bagong dinisenyong rotary charger. Pinoproseso ang isang lutang concentrate na naglalaman ng 31.7% P2ang5 nagresulta sa isang produkto ng mas malaki kaysa sa 35% P2ang5 may isang pagbawi ng 82%. pag-upgrade na ito ay nabanggit upang maging mas mahusay kaysa sa maaari sa pamamagitan ng lutang.

Ang laboratoryo sa scale separator na may isang paghihiwalay sistema lapad ng 7.5 cm ay inilarawan bilang pagkakaroon ng isang kapasidad ng 25 kg / hr, katumbas ng 1/3 tonelada / hr / meter ng lapad. gayunman, ang naiulat na mga epekto ng feed rate sa paghihiwalay kahusayan ay nagpakita na ang optimal sa separations ay natamo sa lamang 9 kg / hr o bahagyang higit sa isang-ikatlo ng nominal kapasidad ng sistema.

pangkalahatang, Nakaraang trabaho sa electrostatic pag-upgrade ng pospeyt ores ay limitado sa pamamagitan ng kamag-anak na pag-charge ng mga komplikadong gangue at ang pumipinsala impluwensiya ng laki ng tinga epekto, lalo na, ang epekto ng multa. Ang malaking karamihan ng mga trabaho na kasangkot lamang laboratory scale equipment na walang pagpapatunay na commercial scale, patuloy na pinamamahalaan equipment maaaring magamit. Bukod pa rito, ang mababang kakayahan ng mga magagamit na electrostatic proseso na kagamitan na ginawa komersyal na mga aplikasyon uneconomical.

2. Limitasyon ng maginoo electrostatic proseso ng paghihiwalay

Mataas na pag-igting roller electrostatic paghihiwalay sistema tulad ng ginagamit ng Groppo [10] at Kouloheris et al. [11] ay karaniwang ginagamit sa pag-upgrade ng iba't-ibang mga materyales kapag isa sa mga bahagi ay mas kondaktibo kaysa sa iba. Sa mga prosesong, ang materyal ay dapat makipag-ugnayan sa isang aral na mabuti drum o plate ay karaniwang pagkatapos ng materyal particle negatibong sisingilin sa pamamagitan ng isang ionizing putong naglalabas. Kondaktibo materyales ay mawawala ang kanilang mga singil nang mabilis at ma-itinapon mula sa drum. di ang- kondaktibo materyal ay patuloy na naaakit sa drum dahil ang bayad ay pumaram mas mabagal at ay mahulog o ma-brushed mula sa drum pagkatapos ng paghihiwalay mula sa pagsasagawa ng mga materyales.

Ang mga sumusunod na diagram (pigura 2) naglalarawan ng mga pangunahing tampok ng ganitong uri ng separator. Ang mga proseso ay

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

limitado sa kapasidad dahil sa ang mga kinakailangang contact ng bawat maliit na butil sa drum o plate. Ang pagiging epektibo ng mga drum roll panghiwalay ay limitado din sa mga particle ng tungkol sa 0.1mm o mas mataas sa sukat dahil sa parehong ang pangangailangan na makipag-ugnayan sa aral na plato at ang mga kinakailangang mga butil daloy dynamics. Particles ng iba't ibang mga laki ay magkakaroon din ng iba't ibang daloy dynamics dahil sa inertial epekto at ay magreresulta sa nagpapasama paghihiwalay.

pigura 2: Drum electrostatic separator (Elder at Yan, 2003 [22]

Ang limitado tinangka application sa pospeyt beneficiation ay dahil sa di-kondaktibo katangian ng parehong mga phosphates at tipikal gangue materyal. Kouloheris sinusunod lalo na ang ilang mga pag-alis ng bakal at aluminyo na naglalaman ng mga particle na, dahil sa kanilang kondaktibo kalikasan, ay "itinapon" mula sa roller. Pagkakaroon ng ganitong uri ng materyal sa phosphate ores ay hindi pangkaraniwan. Groppo mapapansin na ang tanging materyal na ay "naka-pin" sa roller bilang isang "non-konduktor" ay multa, nagpapahiwatig ng isang paghihiwalay sa pamamagitan ng laki ng tinga sa halip na materyal na komposisyon. [9] Sa posibleng bihirang mga eksepsiyon, phosphate ores ay hindi tumututol sa beneficiation pamamagitan ng mataas na tensyon roller panghiwalay.

Drum roller panghiwalay na rin ang ginagamit sa mga configuration na umaasa sa triboelectric charging ng mga particle sa halip na singilin sapilitan sa pamamagitan ng ionization sapilitan sa pamamagitan ng isang patlang ng mataas na tensyon. Ang isa o higit pang mga electrodes nakaposisyon sa itaas ng drum, gaya ng "static" electrode isinalarawan sa Figure 2, ay utilized upang "pag-angat" particle ng kabaligtaran singil mula sa drum ibabaw. Ang ganitong sistema ay ginagamit ng Abouzeid, et al. [16] na natagpuan na ang paghihiwalay kahusayan ay binago depende sa polarity at naglagay ng isang boltahe ng static electrodes. Ang Johnson Proseso [1] gumamit ng isa pang pagkakaiba-iba ng isang drum roller separator. gayunman, sa limitadong kapasidad at kahusayan ng isang solong sistema ng roller humahantong sa mga napaka-kumplikado system gaya ng isinalarawan sa Figure 1. Tulad nang nakalagay sa itaas, ito ay lilitaw na ang pagiging kumplikado at pangkalahatang kawalan ng kaalaman ng proseso ng malubhang limitado application nito.

Triboelectrostatic separations hindi limitado sa paghihiwalay ng kondaktibo / di-kondaktibo materyales ngunit depende sa phenomenon na walang bayad transfer sa pamamagitan ng pakiskis contact ng mga materyales na may hindi magkapareho ibabaw kimika. pangkaraniwang bagay na ito ay ginagamit sa "free fall" proseso paghihiwalay para sa mga dekada. Ang naturang proseso ay isinalarawan sa Figure 3. Bahagi ng isang timpla ng mga particle unang bumuo ng iba't ibang mga pagsingil sa pamamagitan contact alinman sa isang metal na ibabaw, tulad ng sa isang tribo-charger, o sa pamamagitan ng maliit na butil sa tinga contact, tulad ng sa isang fluidized bed pagpapakain aparato. Bilang ang mga particle mahulog sa pamamagitan ng

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

electric field sa elektrod zone, trajectory sa bawat tinga ay pinalihis patungo sa elektrod ng kabaligtaran singil. Matapos ang isang tiyak na distansya, koleksyon bins ay nagtatrabaho upang paghiwalayin ang batis. Karaniwang mga pag-install ay nangangailangan ng maramihang mga separator yugto na may recycle ng isang katamtaman maliit na bahagi. Ang ilang mga aparato ay gumagamit ng isang tumibay stream ng gas upang makatulong sa conveying ng mga particle sa pamamagitan ng elektrod zone.

pigura 5: "Libreng pagbagsak" triboelectrostatic separator

Sa halip na depende lamang sa maliit na butil na tinga contact upang ibuyo singil transfer, maraming mga sistema ng ganitong uri gumamit ng isang "charger" na seksyon na binubuo ng isang napiling materyal na may o walang inilapat boltahe upang mapahusay ang maliit na butil charging. Noong dekada ng 1950, Lawver investigated paggamit ng iba't ibang mga aparato kabilang ang martilyo kiskisan at pamalo kiskisan upang muling magkarga materyal sa pagitan ng paghihiwalay yugto [4] pati na rin ang simpleng plate charger ng iba't-ibang mga materyales. [5] [6] gayunman, Lawver concluded na ang materyal na temperatura ay sa lubos na kahalagahan at tinga-tinga singil transfer sa itaas ambient temperatura ibinigay mas mahusay na resulta kaysa sa paggamit ng isang charger. Lounge et al. [12] investigated ang kamag-anak na antas ng bayad transfer at concluded na menor de edad gangue materyal na nakuha sa singil pangunahin sa pamamagitan ng maliit na butil-butil contact dahil sa ang mababang posibilidad ng epekto dalas na isang charger plate. Ito ay naglalarawan ng isang limitasyon sa paggamit ng charger systems: ang lahat ng mga particle ay dapat makipag-ugnayan sa charger ibabaw kaya ang feed rate ay dapat na relatibong mababa. Makipag-ugnay sa maaaring pinabuting sa pamamagitan ng paggamit magulong kondisyon para sa conveying ang materyal o sa pamamagitan ng paggamit ng isang malaking lugar na ibabaw paglipat ng charger. Ang mga kamakailan-lamang na gawain ng Tao [19] at Bada [20] at Sobhy [21] gumamit ng isang espesyal na dinisenyo umiikot charger na may inilapat boltahe ngunit lamang sa isang napakaliit na scale separator laboratory. Habang ito pinabuting charger na disenyo ay ipinapakita upang maging superior sa mga mas lumang mga sistema ng, nagpakita sa pagpoproseso ng kakayahan ng mga sistema ay pa rin masyadong mababa. [21]

Ang ganitong uri ng libreng pagkahulog separator ay mayroon ding mga limitasyon sa laki ng tinga ng mga materyal na maasikaso. Ang daloy sa loob ng elektrod zone ay dapat na kontrolado upang i-minimize turbulence upang maiwasan ang "smearing" ng paghihiwalay. Ang tilapon ng fine particle ay higit maapektuhan sa pamamagitan ng turbulence dahil sa aerodynamic drag pwersa sa fine particle ay mas mas malaki kaysa sa gravitational at electrostatic pwersa. Ang problemang ito ay maaaring magtagumpay sa isang antas kung ang materyal na may relatibong makitid na hanay tipik laki ay naproseso. Karamihan sa mga pananaliksik ng tinalakay sa itaas kasama pre-screening materyal sa iba't ibang hanay ng laki upang i-optimize ang paghihiwalay. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] ang

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

pagkakaiba ng 8 sa 20 kV. ang sinturon, na kung saan ay ginawa ng isang di-pagsasagawa plastic, ay isang malaking mesh na may tungkol sa 60% bukas na lugar. Ang mga particle ay madaling pumasa sa pamamagitan ng mga butas sa belt. Sa pagpasok sa puwang sa pagitan ng mga electrodes ng mga negatibong sisingilin particle ay naaakit sa pamamagitan ng mga de-kuryenteng puwersa field sa ilalim positibong elektrod. Ang positibo sisingilin particle ay akit sa mga negatibong sisingilin top elektrod. Ang bilis ng tuloy-tuloy na loop belt ay variable mula sa 4 sa 20m / s. Ang geometry ng strands cross-direksyon nagsisilbi upang walisin ang mga particle off ang electrodes paglipat ng mga ito patungo sa tamang dulo ng separator at pabalik sa mataas na paggugupit zone sa pagitan ng magkasalungat na paglipat ng mga seksyon ng belt. Dahil ang maliit na butil number density ay kaya mataas na sa loob ng agwat sa pagitan ng mga electrodes (humigit-kumulang isang- ikatlong ang lakas ng tunog ay inookupahan ng mga particle) at ang daloy ay masigla agitated, maraming mga collisions sa pagitan ng mga particle at optimal charging nangyayari patuloy na sa buong paghihiwalay zone. Ang counter-current daloy sapilitan sa pamamagitan ng magkasalungat na paglipat ng mga seksyon belt at ang patuloy na re-charge at muling paghihiwalay ay lumilikha ng isang counter kasalukuyang multi-stage paghihiwalay sa loob ng isang patakaran ng pamahalaan. Ito ang patuloy na pag-charge at recharging ng mga particle sa loob ng separator ay nag-aalis ng anumang mga kinakailangang "charger" system bago ang pagpapasok ng materyal sa separator, kaya pag-alis ng isang malubhang limitasyon sa kakayahan ng iba pang mga electrostatic panghiwalay. Ang output ng separator na ito ay dalawang batis, isang tumutok at isang residue, walang midling stream. Ang kahusayan ng separator ito ay nai-ipinapakita na maging katumbas ng humigit-kumulang tatlong yugto ng libreng-pagkahulog paghihiwalay sa midling recycle.

Mineral Ang isang End

pigura 7: Fundamentals of STET Belt Separator

Ang mataas na mahusay paghihiwalay ng mga particle mas mababa sa 0.5 mm gumagawa ito ng isang ideal na at napatunayan na opsyon para sa paghihiwalay ng mga multa (alikabok) mula sa isang potash tuyo paggiling operasyon. Ang STET separator maaaring iproseso ang isang malawak na hanay ng mga sukat ng maliit na butil mahusay nang hindi nangangailangan ng pag-uuri sa makitid na saklaw ng laki. Dahil sa masiglang pagkabalisa, ang mataas na paggugupit rate sa pagitan ng mga paglipat ng sinturon, at ang kakayahan upang mahawakan ang napaka-fine particle (<0.001 mm) ang ST separator ay maaaring maging epektibo sa paghihiwalay pospeyt ng mineral slimes kung saan iba pang mga electrostatic panghiwalay ay nabigo.

3.1 Capital at Operating Gastos

Ang isang comparative cost aaral ay commissioned sa pamamagitan STET at isinasagawa sa pamamagitan Soutex Inc. [25] Soutex ay isang Quebec Canada based engineering kumpanya na may malawak na karanasan sa parehong basa lutang at electrostatic paghihiwalay proseso ng pagsusuri at disenyo. pag-aaral kung ikukumpara ang kabisera at operating gastos ng triboelectrostatic proseso belt paghihiwalay sa maginoo bula lutang para sa beneficiation ng isang mababang-grade barite ore. Ang operating gastos ay tinatantya upang isama ang mga operating labor, pagpapanatili, lakas (mga de-koryenteng at gasolina), at consumables (hal, kemikal pantauli gastos para lutang). Ang input gastos ay batay sa mga tipikal na halaga para sa isang hypothetical plant na matatagpuan malapit sa Battle Mountain, Nevada USA. Ang kabuuang halaga ng pagmamay-ari sa paglipas ng sampung taon ay kinakalkula mula sa kabisera at operating gastos sa pamamagitan ng ipagpalagay na ang isang

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

8% discount rate. Ang mga resulta ng paghahambing ng gastos ay naroroon bilang kamag-anak porsyento sa Table 3. mesa 3. Gastos Paghahambing para Barite Processing

Ang kabuuang halaga ng pagbili ng capital equipment para sa triboelectrostatic belt proseso ng paghihiwalay ay bahagyang mas mababa kaysa para lutang. Gayunpaman kapag ang kabuuang kabisera paggasta ay kinakalkula upang isama ang pag-install na kagamitan, mainit na mainit at mga de-koryenteng mga gastos, at proseso ng gusali gastos, ang pagkakaiba ay malaki. Ang kabuuang capital gastos para sa triboelectrostatic belt proseso ng paghihiwalay ay 63.2% ng halaga ng proseso ng lutang. Ang makabuluhang mas mababang gastos para sa dry proseso ang mga resulta mula sa mga mas simpleng daloy sheet. Ang operating mga gastos para sa triboelectrostatic belt proseso ng paghihiwalay ay 75.5% ng proseso ng lutang dahil sa unang-una mas mababang mga kinakailangan ng operating tauhan at mas mababang enerhiya consumption.

Ang kabuuang halaga ng pagmamay-ari ng triboelectrostatic belt proseso ng paghihiwalay ay makabuluhang mas mababa kaysa para lutang. Ang pag-aaral may-akda, Soutex Inc., Napagpasyahan na ang triboelectrostatic proseso belt paghihiwalay nag-aalok ng malinaw na pakinabang sa CAPEX, OPEX, at pagpapatakbo simple.

4. buod

Habang beneficiation ng pospeyt ores pamamagitan ng dry electrostatic proseso ay tinangka sa pamamagitan ng iba't-ibang mga mananaliksik mula noong dekada ng 1940 ay nagkaroon very limit paggamit ng naturang mga proseso sa isang komersyal na proporsyon. Ang limitadong tagumpay na ito ay dahil sa isang iba't ibang mga kadahilanan na katangian sa ang separator sistema disenyo at ang kasalimuotan ng mga ores.

paghahanda feed (temperatura, laki ng pag-uuri, conditioning agent) ay may isang malaking epekto sa pagganap ng mga sistema ng paghihiwalay. Mga pagkakataon para sa karagdagang trabaho sa lugar na ito, partikular ang paggalugad ng kemikal conditioning ahente upang mapahusay ang mga kaugalian pag-charge ng mga particle upang paganahin ang higit na kahusayan sa kasunod na paghihiwalay. Ang paggamit ng naturang mga bayad-pagbabago ng mga ahente ay maaaring magresulta sa mga proseso na maaaring matagumpay na beneficiate ores na may masalimuot na gangue materyal, kabilang ang parehong silicates at carbonates.

Habang trabaho ay patuloy na pinuhin ang mga pamamaraan, pangunahing limitasyon sa maginoo electrostatic sistema ng isama ang kapasidad, ang kailangan para sa maramihang mga yugto para sa sapat na pag-upgrade ng mga mineral, at pagpapatakbo problema na sanhi ng multa. Sa order para sa komersyal na maaaring mabuhay-scale aplikasyon ng nagpakita pamamaraan laboratoryo, makabuluhang pagpapabuti ay dapat na ginawa upang masiguro maaasahang, tuloy-tuloy na operasyon nang walang marawal na kalagayan ng kahusayan.

Ang STET triboelectric separator ay nagbibigay ng mga mineral processing industriya isang paraan upang beneficiate pinong mga materyales na may isang ganap na dry teknolohiya. Ang environment friendly na proseso ay maaaring alisin wet processing at kinakailangan drying ng pangwakas na materyal. Ang STET proseso nagpapatakbo sa mataas na kapasidad - hanggang sa 40 tonelada kada oras sa pamamagitan ng isang compact machine. Ang STET separator maaaring iproseso ang isang malawak na hanay ng mga sukat ng maliit na butil mahusay nang hindi nangangailangan ng pag-uuri sa makitid na saklaw ng laki. Dahil sa masiglang pagkabalisa, ang mataas na paggugupit rate sa pagitan ng mga paglipat ng sinturon, at ang kakayahan upang mahawakan ang napaka-fine particle (<0.001 mm) ang STET separator ay maaaring maging epektibo sa paghihiwalay slimes mula phosphate ores kung saan iba pang mga electrostatic panghiwalay ay nabigo. Enerhiya consumption ay mababa, halos 1-2 kWh / tonelada ng materyal na naproseso. Dahil ang tanging mga potensyal na pagpapalabas ng proseso ay dust, pagpapahintulot ay karaniwang medyo madali.

J.D. Bittner isang al./ Procedia Engineering 00 (2015) 000-000

Mga sanggunian

[1]H. B. Johnson, Processing ng isip nang lubusan Phosphate Bearing Mineral, Estados Unidos Patent # 2,135,716, Nobyembre, 1938

[2]H. B. Johnson, Processing ng isip nang lubusan Phosphate Bearing Mineral, Estados Unidos Patent # 2,197,865, Abril, 1940.

[3]O.C. Ralston, Electrostatic Paghiwalay ng Mixed Butil-butil Solids, Elsevier Publishing Company, sa labas ng print, 1961.

[4]J.E. Lawver, Ore Beneficiation Pamamaraan US Patent 2723029 Nobyembre 1955

[5]J.E. Lawver, beneficiation ng Hindi metal mineral. US Patent 2,754,965 Hulyo 1956

[6]J.E. Lawver, Beneficiation ng pospeyt Ores US Patent 3,225,923 Disyembre 1965

[7]C. C. tagaluto, Beneficiation Pamamaraan at Apparatus Samakatuwid, Estados Unidos Patent # 2,738,067, Marso, 1956

[8]J.E. Lawver, beneficiation ng Hindi metal mineral. US Patent 2,805,769 Setyembre 1957

[9]D. G. Freasby, Free-fall electrostatic paghihiwalay ng pospeyt at calcite particle, Mineral Research Laboratory Progress Report, Disyembre, 1966

[10]J.G. Groppo, Electrostatic paghihiwalay ng North Carolina phosphates, North Carolina State University Mineral Research Laboratory Isumbong ang

# 80-22-P, 1980

[11]A.P. Kouloheris, MS. Huang, Dry bunutan at pagdalisay ng pospeyt pebbles mula sa run-of-mina rock, Estados Unidos Patent # 3,806,046, Abril 1974

[12]R. Brillante, C. Delfa, G.B. benepisyo, P. Carbini, L. mapugnaw, P. Saba1972 Ang ilang mga pagsusuri ng electrostatic paghihiwalay inilapat sa phosphates sa karbonat gangue ', International Mineral Processing Congress, University of Cagliari, Italya

[13]R. Brillante, M. pumunta, beneficiation ng sandalan sedimentary phosphate ores sa pamamagitan ng pumipili lutang o electrostatic paghihiwalay, paglilitis, FIPR conference 1993, 135-146.

[14]R. Brillante, M. pumunta, G. Ferrara Selective tribocharging ng mga particle para sa paghihiwalay, KONA Powder at Particle Journal 1993, 11, 5-15.

[15]N.S. Hammoud, A. E. Khazback, M.M. o, 1977 Isang proseso upang i-upgrade ang lean non-oxidized complex phosphates ng Abu Tartur Plateau

(Western disyerto)". International Mineral Processing Conference.

[16]A.Z.M. Abouzeid, A. E. Khazback, S.à. Hassan, Ina-upgrade ng pospeyt ores pamamagitan ng electrostatic paghihiwalay, Ang pagbabago Scope of Mineral Processing, 1996, 161-170.

[17]A.Z.M. Abouzeid, Pisikal at thermal paggamot ng phosphate ores - Isang pangkalahatang-ideya, International Journal of Mineral Processing, 2008, 85, 59-84.

[18]J.M. Stencel, X. Jiang Niyumatik Transport, Triboelectric Beneficiation para sa Florida Phosphate Industry, Final Report inihanda para sa Florida Institute of Phosphate Research, FIPR Project 01-02-149R, Disyembre 2003.

[19]D. Tao, M. Al-Hwaiti, Beneficiation pag-aaral ng Eshidiya phosphorites gamit ang isang rotary triboelectrostatic separator, Pagmimina Agham at Teknolohiya 20 (2010) pp. 357-364.

[20]S. ang. kung, I.M. palkon, R.M.S. palkon, C.P, Bergmann, Pagiging posible pag-aaral sa triboelectrostatic konsentrasyon ng <105microns pospeyt ng mineral. Ang Journal ng Southern African Institute ng Pagmimina at metalurhiya, Mayo 2012, 112, 341-345.

[21]A. Sobhy, D. Tao, Makabagong RTS teknolohiya para sa dry beneficiation ng pospeyt, SYMPHOS 2013 - 2nd International panayam sa Innovation at Teknolohiya para sa Phosphate Industry. Procedia Engineering, Vol. 83 PP 111-121, 2014.

[22]J. nakatatanda, E. Yan, 2003. "EForce.- Pinakabagong henerasyon ng electrostatic separator para sa industriya ng mineral sands. "Malakas Mineral Conference, Johannesburg, South African Institute ng Pagmimina at metalurhiya.

[23]L. Mga tatak, P-M. Beier In. Stahl,electrostatic Paghihiwalay, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co., 2005.

[24]J.D. Bittner, F.J. Hrach, S.à. Gasiorowski, L.A. Canellopoulus, H. Guicherd, Triboelectric belt separator para sa beneficiation ng pinong mineral, SYMPHOS 2013 - 2nd International panayam sa Innovation at Teknolohiya para sa Phosphate Industry. Procedia Engineering, Vol. 83 PP 122-129, 2014.

[25]J.D. Bittner, IC. Flynn, F.J. Hrach, Ang pagpapalawak ng mga application sa dry triboelectric paghihiwalay ng mineral, Paglilitis ng XXVII International Mineral Processing Congress - iMPC 2014, Santiago, Tsile, Oktubre 20 - 24, 2014.