खनिजों के शुष्क Triboelectric पृथक्करण में आवेदनों का विस्तार

ड्राई ट्राइबोइलेक्ट्रिक में आवेदनों का विस्तार

खनिजों का पृथक्करण

जेम्स डी. Bittner, काइल पी. फ्लिन, और फ्रैंक जे. Hrach

ST उपकरण & प्रौद्योगिकी LLC, Needham केककेेके 02494 संयुक्त राज्य अमेरिका

दूरभाष: +1‐781‐972‐2300, ईमेल: jbittner@titanamerica.com

सार

ST उपकरण & प्रौद्योगिकी, Llc (काटी अशुद्धि रद्द करना) ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण पर आधारित एक प्रसंस्करण प्रणाली विकसित की है जो खनिज प्रसंस्करण उद्योग को पूरी तरह से शुष्क तकनीक के साथ ठीक सामग्री को बेनकाब करने का साधन प्रदान करती है. अन्य इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रियाओं के विपरीत जो आमतौर पर आकार में 75μm से अधिक कणों तक सीमित होते हैं, triboelectric बेल्ट विभाजक आदर्श बहुत ठीक की जुदाई के लिए उपयुक्त है (<1सुक्ष्ममापी) मामूली मोटे को (300सुक्ष्ममापी) बहुत उच्च थ्रूपुट वाले कण. आंतरिक चार्जिंग/रिचार्जिंग और रीसायकल परिणामों के माध्यम से उच्च दक्षता बहु-चरण अलगाव अभी तक बेहतर अलगाव है कि एक पारंपरिक एकल चरण मुक्त गिरावट ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेटर के साथ प्राप्त किया जा सकता है. triboelectric बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी को कांची aluminosilicates के मिश्रण सहित सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला अलग किया गया है/, केल्साइट क्वार्ट्ज/, पाउडर मैग्नेसाइट/, और barite क्वार्ट्ज/. बैरिट के लिए पारंपरिक प्लवनशीलता बनाम ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण का उपयोग करने की आर्थिक तुलना / क्वार्ट्ज जुदाई खनिज के लिए सूखी प्रसंस्करण के लाभ को दर्शाता है.

खोजशब्दों: खनिज, सूखी जुदाई, barite, ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक आवेशन, बेल्ट विभाजक, फ्लाई ऐश

परिचय

ताजा पानी के उपयोग की कमी एक प्रमुख दुनिया भर में खनन परियोजनाओं की व्यवहार्यता को प्रभावित कारक बनता जा रहा है. Hubert फ्लेमिंग के अनुसार, हैच वॉटर के लिए पूर्व ग्लोबल डायरेक्टर, "दुनिया में सभी खनन परियोजनाओं है कि या तो बंद कर दिया गया है या नीचे पिछले साल से धीमा, यह किया गया है, में लगभग 100% मामलों की, पानी का एक परिणाम, या तो प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से "ब्लिन (2013). शुष्क खनिज प्रसंस्करण विधियों इस उभरते समस्या का समाधान प्रदान करते है.

ऐसे फेन प्लवनशीलता के रूप में गीला जुदाई तरीकों रासायनिक एजेंट है कि सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए और एक पर्यावरण की दृष्टि से जिम्मेदार तरीके से निपटाने के अलावा की आवश्यकता होती है. अनिवार्य रूप से यह संभव के साथ काम नहीं है 100% पानी रीसायकल, प्रक्रिया के पानी के हिस्से के कम से निपटान की आवश्यकता, संभावना रासायनिक रिएजेंट की ट्रेस मात्रा युक्त.

सूखे तरीकों जैसे इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई को खत्म कर देंगे ताजे पानी की जरूरत, और लागत को कम करने की क्षमता प्रदान करते हैं. शुष्क खनिज जुदाई में सबसे होनहार नए विकास में से एक triboelectrostatic बेल्ट विभाजक है. इस प्रौद्योगिकी पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई प्रौद्योगिकियों से महीन कणों के लिए कण आकार सीमा बढ़ा दिया गया है, जहां केवल प्लवनशीलता अतीत में सफल रहा है सीमा में.

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आंकड़ा 2. पृथक्करण क्षेत्र का विवरण

प्रक्रिया पूरी तरह से शुष्क है, कोई अतिरिक्त सामग्री की आवश्यकता है और कोई अपशिष्ट जल या हवा के उत्सर्जन का उत्पादन. मक्खी राख जुदाई से कार्बन के मामले में, बरामद सामग्री ठोस में एक pozzolanic admixture के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त स्तर के लिए कार्बन सामग्री में कम मक्खी राख से मिलकर बनता है, और एक उच्च कार्बन अंश जो बिजली उत्पादन संयंत्र में जला दिया जा सकता है. दोनों उत्पाद धाराओं के उपयोग प्रदान करता है एक 100% ऐश निपटान समस्याओं को उड़ाने के लिए समाधान.

ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट विभाजक अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट है. एक प्रक्रिया के लिए डिजाइन मशीन 40 टन प्रति घंटा है लगभग 9.1 मीटर (30 फुट) लंबे, 1.7 मीटर (5.5 फुट.) व्यापक और 3.2 मीटर (10.5 फुट.) उच्च. संयंत्र के आवश्यक संतुलन के लिए और विभाजक से सूखी सामग्री व्यक्त करने के लिए सिस्टम के होते हैं. प्रणाली की compactness स्थापना डिजाइन में लचीलापन के लिए अनुमति देता है.

आंकड़ा 3. वाणिज्यिक triboelectrostatic बेल्ट विभाजक

अन्य स्थिर वैद्युत पृथक्करण प्रक्रियाओं की तुलना

triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रौद्योगिकी बहुत सामग्री है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाओं द्वारा beneficiated किया जा सकता है की सीमा का विस्तार. सबसे अधिक इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाओं अलग किया जा करने के लिए सामग्री की विद्युत चालकता में मतभेदों पर निर्भर. इन प्रक्रियाओं में, सामग्री एक पिसे हुए ड्रम या प्लेट आम तौर पर सामग्री कणों नकारात्मक एक से एक के बाद कोरोना निर्वहन चार्ज कर रहे हैं से संपर्क करना चाहिए. प्रवाहकीय सामग्री जल्दी से अपने चार्ज खो देंगे और ड्रम से फेंक दिया जाएगा. गैर-चालक सामग्री के बाद से ड्रम की ओर आकर्षित होना जारी है

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आरोप अधिक धीरे-धीरे नष्ट हो जाएगा और संचालन सामग्री से अलग होने के बाद ड्रम से गिर जाएगा या ब्रश किया जाएगा. इन प्रक्रियाओं ड्रम या प्लेट के लिए हर कण के आवश्यक संपर्क के कारण क्षमता में सीमित हैं. इन संपर्क चार्ज प्रक्रियाओं की प्रभावशीलता भी के बारे में कणों तक ही सीमित हैं 100 जमीन की थाली और आवश्यक कण प्रवाह गतिशीलता दोनों से संपर्क करने की आवश्यकता के कारण आकार में μm या अधिक. विभिन्न आकारों के कणों भी जड़त्वीय प्रभाव के कारण अलग अलग प्रवाह गतिशीलता होगा और अवक्रमित जुदाई में परिणाम होगा. निम्नलिखित आरेख (आंकड़ा 4) इस प्रकार के विभाजक की मूलभूत विशेषताओं को दिखाता है.

आंकड़ा 4. ड्रम इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक "एल्डर (2003)"

Triboelectrostatic जुदाई प्रवाहकीय की जुदाई तक ही सीमित नहीं हैं / गैर-चालक सामग्री लेकिन अलग सतह रसायन विज्ञान के साथ सामग्री के घर्षण संपर्क द्वारा चार्ज हस्तांतरण की प्रसिद्ध घटना पर निर्भर करती है. इस घटना को दशकों के लिए "मुक्त गिरावट" जुदाई प्रक्रियाओं में इस्तेमाल किया गया है. इस तरह की प्रक्रिया चित्रा में सचित्र है 5. कणों के मिश्रण के घटक पहले धातु की सतह के साथ संपर्क करके विभिन्न आवेश विकसित करते हैं।, या कण द्वारा एक fluidized बिस्तर खिला डिवाइस में कण संपर्क करने के लिए. के रूप में कणों इलेक्ट्रोड क्षेत्र में बिजली के क्षेत्र के माध्यम से गिर, प्रत्येक कण प्रक्षेप पथ विपरीत आवेश के इलेक्ट्रोड की ओर विक्षेपित किया जाता है. एक निश्चित दूरी के बाद, संग्रह डिब्बे धाराओं को अलग करने के लिए कार्यरत हैं. विशिष्ट स्थापनाओं के लिए एक midling भिन्न के रीसायकल के साथ एकाधिक विभाजक चरणों की आवश्यकता होती है. कुछ उपकरणों इलेक्ट्रोड क्षेत्र के माध्यम से कणों के संदेश की सहायता करने के लिए गैस की एक सतत धारा का उपयोग करें.

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आंकड़ा 5. "फ्री फॉल" ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेटर

मुक्त गिरावट विभाजक के इस प्रकार भी संसाधित किया जा सकता है कि सामग्री के कण आकार में सीमाएं हैं. इलेक्ट्रोड क्षेत्र के भीतर प्रवाह को अलगाव के "गंदा" से बचने के लिए अशांति को कम करने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए. ठीक कणों की गति और अधिक अशांति से प्रभावित कर रहे है के बाद से ठीक कणों पर बेधड़क खींचें बलों गुरुत्वाकर्षण और इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की तुलना में बहुत बड़े हैं. बहुत ठीक कणों भी इलेक्ट्रोड सतहों पर इकट्ठा करने के लिए करते हैं और कुछ विधि से हटाया जाना चाहिए जाएगा. से कम के कण 75 μm प्रभावी ढंग से अलग नहीं किया जा सकता है.

एक और सीमा है कि इलेक्ट्रोड क्षेत्र के भीतर कण लोड हो रहा है अंतरिक्ष प्रभारी प्रभाव को रोकने के लिए कम होना चाहिए, जो प्रसंस्करण दर को सीमित करता है. इलेक्ट्रोड जोन के माध्यम से सामग्री गुजरना स्वाभाविक रूप से एक चरण जुदाई में परिणाम, चूंकि कणों को फिर से चार्ज करने की कोई संभावना नहीं है. इसलिए, चार्जिंग डिवाइस के साथ बाद में संपर्क करके सामग्री को फिर से चार्ज करने सहित अलगाव की डिग्री में सुधार के लिए बहु-चरण प्रणालियों की आवश्यकता होती है. जिसके परिणामस्वरूप उपकरण मात्रा और जटिलता बढ़ जाती है तदनुसार.

अन्य उपलब्ध इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रियाओं के विपरीत, triboelectrostatic बेल्ट विभाजक आदर्श बहुत ठीक की जुदाई के लिए उपयुक्त है (<1 सुक्ष्ममापी) मामूली मोटे को (300सुक्ष्ममापी) बहुत उच्च प्रवाह के साथ सामग्री. triboelectric कण चार्ज सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रभावी है और केवल कण की आवश्यकता है – कण संपर्क. छोटे अंतर, हाई इलेक्ट्रिक फील्ड, काउंटर वर्तमान प्रवाह, जोरदार कण-कण आंदोलन और इलेक्ट्रोड पर बेल्ट की आत्म-सफाई कार्रवाई विभाजक की महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं. चार्जिंग के माध्यम से उच्च दक्षता बहु-चरण जुदाई / रिचार्जिंग और आंतरिक अभी तक बेहतर जुदाई में रीसायकल परिणाम और ठीक सामग्री है कि पारंपरिक तकनीक से बिल्कुल अलग नहीं किया जा सकता है पर प्रभावी है.

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TRIBOELECTROSTATIC BELT SEPARATION के आवेदन

उड़नशील राख

triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रौद्योगिकी पहले औद्योगिक में कोयला दहन मक्खी राख के प्रसंस्करण के लिए लागू किया गया था 1995. फ्लाई ऐश के लिए करें आवेदन, कोयले के अधूरे दहन से कार्बन कणों को अलग करने में तकनीक कारगर हुई है, उड़ते हुए राख में काँच के aluminosilicate खनिज कणों से. प्रौद्योगिकी कंक्रीट उत्पादन में एक सीमेंट प्रतिस्थापन के रूप में खनिज समृद्ध फ्लाईऐश के रीसायकल को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है. क्योंकि 1995, 19 triboelectrostatic बेल्ट विभाजक संयुक्त राज्य अमेरिका में काम कर रहा है, कनाडा, ब्रिटेन, और पोलैंड, पर प्रसंस्करण 1,000,000 टन प्रतिवर्ष फ्लाई ऐश का. तकनीक अब इस साल दक्षिण कोरिया में स्थापित पहली विभाजक के साथ एशिया में भी है. फ्लाई ऐश जुदाई के औद्योगिक इतिहास तालिका में सूचीबद्ध है 1.

तालिका 3. उदाहरण, ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण का उपयोग करके खनिज पृथक्करण

triboelectrostatic बेल्ट विभाजक का उपयोग करने के लिए प्रभावी ढंग से कई खनिज मिश्रण beneficiate प्रदर्शन किया गया है. चूंकि विभाजक के बारे में से कण आकार के साथ सामग्री की प्रक्रिया कर सकते है 300 μm से कम करने के लिए 1 सुक्ष्ममापी, और triboelectrostatic जुदाई दोनों इन्सुलेट और प्रवाहकीय सामग्री के लिए प्रभावी है, प्रौद्योगिकी बहुत पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक पर लागू सामग्री की सीमा फैली. चूंकि ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रिया पूरी तरह से सूखी है, इसका उपयोग प्लवनशीलता प्रक्रियाओं से सामग्री सुखाने और तरल अपशिष्ट हैंडलिंग के लिए की आवश्यकता को समाप्त.

TRIBOELECTROSTATIC BELT SEPARATION की लागत

Barite के लिए परम्परागत प्लवनशीलता की तुलना

एक तुलनात्मक लागत अध्ययन STET द्वारा कमीशन और Soutex इंक द्वारा आयोजित किया गया था. Soutex दोनों गीले प्लवनशीलता और इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रिया मूल्यांकन और डिजाइन में व्यापक अनुभव के साथ एक क्यूबेक कनाडा आधारित इंजीनियरिंग कंपनी है. अध्ययन की तुलना ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण प्रक्रिया की पूंजी और परिचालन लागत को कम ग्रेड बैरिट अयस्क के परोपकार के लिए पारंपरिक झाग प्लवनशीलता से की गई है ।. दोनों प्रौद्योगिकियों कम घनत्व के ठोस को हटाने के द्वारा barite उंनयन, मुख्यतः क्वार्ट्ज, एक अमेरिकी पेट्रोलियम संस्थान का उत्पादन करने के लिए (Api) से अधिक एसजी के साथ ड्रिलिंग ग्रेड barite 4.2 g/ml. प्लवनशीलता परिणाम भारतीय राष्ट्रीय मेटाल्लुर्जिकल प्रयोगशाला "एनएमएल" द्वारा किए गए पायलट प्लांट अध्ययनों पर आधारित थे (2004)". Triboelectrostatic बेल्ट जुदाई परिणाम इसी तरह फ़ीड ores का उपयोग कर पायलट संयंत्र के अध्ययन पर आधारित थे. तुलनात्मक आर्थिक अध्ययन में प्रवाह पत्रक विकास शामिल है, सामग्री और ऊर्जा संतुलन, फ्लोटेशन और ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण प्रक्रियाओं दोनों के लिए प्रमुख उपकरण आकार और उद्धरण. दोनों flowsheets का आधार एक ही है, प्रसंस्करण 200,000 एसजी के साथ barite फ़ीड के टी/ 3.78 उत्पादन के लिए 148,000 t/के साथ ड्रिलिंग ग्रेड barite उत्पाद के y एसजी 4.21 g/ml. प्लवनशीलता प्रक्रिया अनुमान प्रक्रिया पानी के लिए कोई लागत शामिल नहीं किया, या जल उपचार.

Flowsheets barite प्लवनशीलता प्रक्रिया के लिए Soutex द्वारा उत्पन्न किए गए (आंकड़ा 6), और ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण प्रक्रम (आंकड़ा 7).

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आंकड़ा 6 Barite प्लवनशीलता प्रक्रिया flowsheet

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आंकड़ा 7 Barite triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया प्रवाह पत्रक

अदब flowsheets एक कच्चे अयस्क कुचल प्रणाली शामिल नहीं है, जो दोनों प्रौद्योगिकियों के लिए आम है. प्लवनशीलता मामले के लिए पीस फ़ीड चक्रवात वर्गीकारक के साथ एक गीला लुगदी गेंद मिल का उपयोग कर पूरा किया है. triboelectrostatic बेल्ट जुदाई मामले के लिए फ़ीड पीसने एक सूखी का उपयोग कर पूरा किया है, अभिंन गतिशील वर्गीकारक के साथ कार्यक्षेत्र रोलर मिल.

ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट विपरित प्रवाह पत्रक फ्लोटेशन की तुलना में सरल है. ट्राइबोइलेक्ट्रेटिक बेल्ट पृथक्करण किसी भी रासायनिक अभिकर्मकों के अलावा एक चरण में प्राप्त किया जाता है, सिलिका गैंग के लिए एक अवसाद के रूप में बैरिट और सोडियम सिलिकेट के लिए एक कलेक्टर के रूप में इस्तेमाल ओलिक एसिड के साथ तीन चरण प्लवनशीलता की तुलना में. एक flocculant भी barite प्लवनशीलता मामले में और अधिक मोटा होना के लिए एक एजेंट के रूप में जोड़ा जाता है. कोई dewatering और सुखाने उपकरण triboelectrostatic बेल्ट जुदाई के लिए आवश्यक है, रोगन की तुलना में, फ़िल्टर प्रेस, और रोटरी barite प्लवनशीलता प्रक्रिया के लिए आवश्यक ड्रायर.

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