Expansión Aplicacións en Separación triboelétricas seco de Minerais

Expansión Aplicacións en Dry triboelétricas

Separación de Minerais

James D. Bittner, Kyle P. Flynn, e Frank J. Hrach

equipo ST & Technology LLC, Needham Massachusetts 02494 EUA

Tel: +1-781-972-2300, correo: jbittner@titanamerica.com

RESUMO

equipo ST & tecnoloxía, LLC (STET) desenvolveu un sistema de procesamento con base na separación correa triboelectrostatic que ofrece a industria de procesamento de mineral de un medio para potenciada materiais finos cunha tecnoloxía completamente seco. En contraste con outros procesos de separación electrostáticas que son tipicamente limitadas a partículas maiores que 75 un tamaño, a ficha de cinta triboelectric é ideal para a separación de moi fina (<1? m) a moderadamente groseira (300? m) partículas con moi alto rendemento. A alta eficiencia de varios estadios de separación por medio interno de carga / recarga e reciclar resulta separacións moi superiores que poden ser alcanzados con unha fase única convencional livre- caen separador triboelectrostatic. A tecnoloxía triboeléctricas ficha de correa foi utilizado para separar unha gran variedade de materiais, incluíndo mesturas de aluminossilicatos vítreo / carbono, calcita / cuarzo, talco / magnesita, e Barita / cuarzo. Unha comparación económica de utilizar a separación correa triboelectrostatic contra flutuación convencional para Barita / separación cuarzo ilustra as vantaxes do procesamento en seco para minerais.

Palabras clave: minerais, separación en seco, Barita, carga triboelectrostatic, separador de correa, cinzas volantes

Introdución

A falta de acceso á auga potable está facendo un factor importante que afecta a viabilidade de proxectos de minería en todo o mundo. Segundo Hubert Fleming, ex director xeral para a Hatch Auga, "De todos os proxectos de minería en todo o mundo que foron parado ou abrandou durante o ano pasado, foi, en case 100% dos casos, un resultado de auga, directa ou indirectamente "Blin (2013). métodos de procesamento mineral seca ofrecen unha solución a este problema inminente.

métodos de separación mollado, como flutuación de escuma requiren a adición de reactivos químicos que debe ser manuseado con seguridade e descartado dun xeito ambientalmente responsable. Inevitablemente, non é posible operar con 100% Recicle auga, esixindo a eliminación de polo menos parte da auga do proceso, probable que contén cantidades vestigiais de reactivos químicos.

métodos de secado, como a separación electrostática vai eliminar a necesidade de auga fresca, e ofrecer o potencial para reducir custos. Un dos novos desenvolvementos máis prometedores en separacións minerais secos o separador cinto triboelectrostatic. Esta tecnoloxía estendeuse a gama de tamaño de partícula de partículas máis finas que as tecnoloxías de separación electrostáticas convencionais, á pista onde só flotación foi un éxito no pasado.

1

figura 2. Detalle da zona de separación

O proceso é completamente seco, non require materiais adicionais e non produce augas residuais ou emisións atmosféricas. No caso de carbono a partir de separacións de cinzas volantes, os materiais recuperados consisten cinzas volantes reducida no contido de carbono para niveis adecuados para uso como un aditivo pozolânico en formigón, e unha fracción de alto contido de carbono que pode ser queimado na central xeradora de electricidade. Utilización de ambos os fluxos de produtos ofrece unha 100% solución para voar problemas de eliminación de cinzas.

O separador de correa de triboelectrostatic é relativamente compacto. Unha máquina destinada a procesar 40 toneladas por hora é de aproximadamente 9.1 metros (30 ft) longo, 1.7 metros (5.5 ft.) de ancho e 3.2 metros (10.5 ft.) alto. O equilibrio requirido de planta consiste sistemas para transportar material seco para e desde o separador. A compacidade do sistema permite flexibilidade en proxectos de instalación.

figura 3. separador de cinta triboelectrostatic comercial

Comparación con outros procesos de separación electrostáticas

A tecnoloxía de separación triboelectrostatic correa amplía grandemente a variedade de materiais que poden ser beneficiadas por procesos electrostáticos. Os procesos electrostáticos máis comunmente utilizadas dependen de diferenzas de condutividade eléctrica dos materiais a seren separados. nestes procesos, o material debe contactar un cilindro ou tarxeta ligada á terra despois tipicamente as partículas de material son cargados negativamente por unha descarga de coroa ionizante. materiais condutores perden a carga rápido e ser xogado a partir do tambor. O material non condutor segue sendo unidas para o tambor desde o

3

carga pode disipar máis lentamente e vai caer ou ser escovado desde tambor, tras a separación desde material condutor. Estes procesos están limitadas en capacidade debido ao contacto desexado de cada partícula para o tambor ou prato. A eficacia destes procesos de carga de contacto, tamén están limitados ás partículas de aproximadamente 100 m ou maior en tamaño debido tanto a necesidade de contactar coa tarxeta ligada á terra ea dinámica do desaugadoiro de partículas necesarios. Partículas de tamaños diferentes tamén teñen diferentes dinámicas de fluxo debido aos efectos inerciais e resultará na separación degradada. O diagrama seguinte (figura 4) ilustra as características fundamentais deste tipo de separador.

figura 4. Tambor separador electrostático "Elder (2003)"

Triboelectrostatic separacións non se limitan a separación de condutor / materiais non condutores, pero dependen do fenómeno ben coñecido de transferencia de carga por contacto de fricción de materiais dissimilares coa química de superficie. Este fenómeno foi utilizado en procesos de separación "caída libre" durante décadas. Un tal proceso é ilustrado na Figura 5. Compoñentes dunha mestura de partículas de primeiro desenvolver diferentes cargas por contacto quere cunha superficie de metal, ou por contacto de partícula a partícula nun dispositivo de alimentación de leito fluidizado. A medida que as partículas caen a través do campo eléctrico na zona de eltrodos, traxectoria de cada partícula é desviada cara ao electrodo de carga oposta. Despois dunha certa distancia, caixas de recollida son utilizadas para separar os fluxos. As instalacións típicas requiren múltiples fases de separación con reciclaxe de unha fracción mediano. Algúns dispositivos usan unha corrente estable de gas para auxiliar o transporte das partículas a través da zona de electrodo.

4

figura 5. "Caída libre" separador triboelectrostatic

Este tipo de separador de caída libre tamén ten limitacións de tamaño das partículas do material que pode ser procesado. O fluxo dentro da zona de eltrodos deben ser controladas para minimizar a turbulencia para evitar "manchas" de separación. A traxectoria de partículas finas son máis efectuada por turbulencia desde que as forzas arrastre aerodinámico sobre partículas finas son moito maiores do que as forzas gravitacionais e electrostáticos. As partículas moi finas tamén tenden a acumular sobre as superficies do electrodo e debe ser eliminado a través dalgún método. Partículas menores de 75 ? M non pode ser eficaz separado.

Outra limitación é que a carga de partículas na zona de electrodo debe ser baixa para evitar efectos de carga espacial, o que limita a taxa de transformación. Pasando material a través da zona de eltrodos inherentemente resulta nunha separación de fase única, xa que non hai posibilidade de re-carga de partículas. polo tanto, sistemas de varias etapas son necesarias para mellorar o grao de separación incluíndo re-carga do material en contacto coa posterior cun dispositivo de carga. O volume do equipo e complexidade resultantes aumenta conforme.

En contraste cos outros procesos de separación dispoñibles electrostáticas, a ficha de cinta triboelectrostatic é ideal para a separación de moi fina (<1 ? m) a moderadamente groseira (300? m) materiais con moi altas taxas de transferencia. A carga de partículas triboeléctricas é eficaz para unha ampla variedade de materiais e require só partícula - contacto partícula. O pequeno intervalo, alto campo eléctrico, contrarrestar o fluxo de corrente, axitación partícula-partícula e auto-limpeza acción vigorosa da correa sobre os electrodos son as características críticas do separador. A separación de multi-estadio de alta eficiencia, a través de carga / recargue e reciclar resultados internos en separacións moi superiores e é eficaz en materiais finos que non poden ser separados en todo polas técnicas convencionais.

5

APLICACIÓNS DE TRIBOELECTROSTATIC CORREIA de separación

Fly Ash

A tecnoloxía de separación triboelectrostatic cinta foi aplicado industrialmente en primeiro lugar para o tratamento de cinzas de carbón de combustión na mosca 1995. Para a aplicación cinzas volantes, a tecnoloxía foi eficaz na separación de partículas de carbón desde a combustión incompleta do carbón, a partir das partículas de aluminossilicato minerais vítreas en cinzas volantes. A tecnoloxía foi fundamental na viabilidade de reciclaxe do flyash rica en minerais como un substituto de cemento na produción de formigón. desde 1995, 19 Separadores de correa triboelectrostatic teñen operado nos EUA, Canadá, Reino Unido, e en Polonia, procesar máis 1,000,000 toneladas de cinzas volantes anualmente. A tecnoloxía é agora tamén en Asia, co primeiro separador instalado en Corea do Sur este ano. A historia industrial de separación de cinzas volantes aparece na Táboa 1.

mesa 3. exemplos, separacións minerais utilizando separación correa triboelectrostatic

O uso do separador de correa de triboelectrostatic foi demostrada a eficacia potenciada moitas mesturas minerais. Xa que o separador pode procesar materiais con tamaños de partículas entre uns 300 m a menos de 1 ? m, ea separación triboelectrostatic é eficaz tanto para illamento e materiais condutores, tecnoloxía esténdese considerablemente a variedade de material aplicable sobre separadores electrostáticos convencionais. Sempre que o proceso triboelectrostatic é totalmente seco, uso que elimina a necesidade de secado e material de tratamento de residuos líquidos de procesos de flotación.

CUSTO DE TRIBOELECTROSTATIC CORREIA de separación

Comparación con convencional de flotación para Barita

Un estudo comparativo do custo foi encomendado polo STET e conducida por Soutex Inc. Soutex é unha empresa de enxeñería con base Quebec Canadá, con ampla experiencia en flotación mollado e avaliación do proceso de separación Electrostática e deseño. O estudo comparou os custos de capital e operativos do proceso de separación correa triboelectrostatic a flutuación en escuma convencional para a beneficiação dun mineral de bario de grao baixo. Ambas as tecnoloxías actualizar o Barita por eliminación de sólidos de baixa densidade, principalmente de cuarzo, para producir un American Petroleum Institute (API) Barita grao de perforación con maior SG que 4.2 g / ml. resultados de flotación foron baseadas en estudos en planta piloto realizados pola india Laboratorio Nacional metalúrxico "NML (2004)". Resultados da separación de correa Triboelectrostatic foron baseados en estudos de plantas piloto utilizando minerais primas similares. O estudo económico comparativo incluíu o desenvolvemento fluxogramas, balances materiais e enerxéticos, importante dimensionamento equipo e cotización tanto para procesos de separación por flotación e da correa triboelectrostatic. A base para ambos fluxogramas é o mesmo, procesamento 200,000 t / y Alimentación Barita con SG 3.78 para producir 148,000 t / y de perforación produto Barita grao con SG 4.21 g / ml. A estimación proceso de flotación non inclúen os custos para auga de proceso, ou tratamento de augas.

Fluxogramas foron xerados por Soutex para o proceso de flotación Barita (figura 6), e proceso de separación por correa triboelectrostatic (figura 7).

8

figura 6 fluxogramas proceso de flotación Barita

9

figura 7 A Barita correa triboelectrostatic fluxogramas proceso de separación

Teses fluxogramas non inclúen un sistema de mineral bruto esmagamento, que é común a ambas tecnoloxías. Alimentación de moenda para o caso de flotación se realiza mediante un muíño de bolas de masilla mollada con clasificador ciclón. Alimentación de moenda para o caso de separación correa triboelectrostatic realízase mediante unha seco, triturado de cilindros vertical con clasificador dinámico completo.

O fluxogramas separación correa triboelectrostatic é máis simple do que flotación. separación correa Triboelectostatic é conseguida nunha única etapa, sen adición de calquera reactivos químicos, en comparación con flotación de tres fases con ácido oleico usado como un colector para Barita e silicato de sodio como un depresivo á ganga de sílice. Un floculante tamén se engade como un reactivo para o espesamento no caso Barita flotación. Ningunha de deshidratación e de secado é necesario equipamento para a separación correa triboelectrostatic, en comparación con espesantes, filtros prensa, e secadores rotativos necesarios para o proceso de flotación Barita.

10

REFERENCIAS

1.Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) HIGH and Dry, revista CIM, vol. 8, non. 4, PP. 48-51.

2.Maior, J. & Yan, E (2003) eForce.- xeración máis recente de separador electrostático para a industria de minerais areas, Pesado Conferencia Minerals, Johannesburgo, Instituto de Minería e Metalurxia Sudafricano.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Revisión dos métodos de separación eléctrica, Parte 1: aspectos fundamentais, minerais & procesamento metalúrxico, vol 17, non. 1 PP 23 - 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Revisión dos métodos de separación eléctrica, Parte 2: consideracións prácticas, minerais & procesamento metalúrxico, vol 17, non. 1 PP 139- 166.

5.Searls, J (1985) potasa, Capítulo en Feitos Minerais e Problemas: 1985 edición, Estados Unidos Bureau of Mines, Washington DC.

6.Berthon, R & Bhicr, M, (1975) Separación Electrostática potásico Minerais, United States Patent # 3,885,673.

7.marcas, L, Beier, P, & Stahl, eu (2005) separación Electrostática, Wiley-VCH Verlag, GmbH & co.

8.frase, F (1962) separación Electrostática de materiais granulares, US Bureau of Mines, Boletín 603.

9.frase, F (1964), Pretratamento de minerais para a separación Electrostática, patente US 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) factores de preparación da alimentación que afectan a eficiencia de separación electrostática, Separación magnética e eléctrica, vol 8 PP 161-173.

11.Inculet, eu (1984) Separación mineral Electrostática, Serie Electrostática e electrostáticos Applications, Estudos Research Press, Ltd, John Wiley & sons, Inc.

12.Feasby, D (1966) Caída libre Electrostática Separación de fosfato e Calcita Particles, Laboratorio de Investigacións Minerais, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, e 3038, libro 212, Informe de Progreso.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) transporte pneumático, Triboelétricas Beneficiamento ao Fosfato industria de Florida, Florida Instituto Research Fosfato, publicación n. 02-149-201, decembro.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), triboeléctricas carga, Propiedades eletrofísicos e beneficiamento eléctrica Potencial de Quimicamente Tratados Feldspar, cuarzo, e Wollastonita, Separación magnética e eléctrica, vol 11, 1-2 non pp 9-32.

15.pendente, J, diversión, M, & Bruwer, J (2007) Influencia de efectos de superficie na separación electrostática de zircão e rutilo, A 6ª Conferencia Internacional de minerais pesados, O Instituto de Minería e Metalurxia africano Sur.

16.Celik, M e Yasar, E (1995) Efectos de Temperatura e impurezas na separación electrostática dos materiais de boro, minerais Enxeñería, vol. 8, non. 7, PP. 829-833.

17.frase, F (1947) Notas sobre Secado para Electrostática Separación de Partículas, AMOR Tec. pub 2257, novembro.

18.NML (2004) Beneficiamento de baixo Barita grao (resultados de planta piloto), informe final, Laboratorio Metalúrgica Nacional, Jamshedpur India, 831 007

13