Proširenje aplikacije u suhim Triboelectric separacija minerala

Proširenje Aplikacije u Suhom Triboelektrični

Odvajanje minerala

Jakov D. Bittner, Kyle P. Flynn, i Frank J. Hrach

ST oprema & Tehnologija D.O.O., Needham Massachusetts 02494 SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE

Tel: +1‐781‐972‐2300, E-pošta: jbittner@titanamerica.com

SAŽETAK

ST oprema & Tehnologija, D.O.O. (STET) razvio je sustav obrade koji se temelji na triboelektrostatičkom odvajanju pojasa koji industriji prerade minerala pruža sredstva za korist od finih materijala potpuno suhom tehnologijom. Za suprotnost drugim elektrostatičkim procesima razdvajanja koji su obično ograničeni na čestice veće od 75μm veličine, razdjelnik triboelektričnog pojasa idealno je prikladan za odvajanje vrlo finih (<1μm) za umjereno gruba (300μm) čestice s vrlo visokim ulazom. Velika učinkovitost višestupanjskog razdvajanja kroz unutarnje punjenje/punjenje i recikliranje rezultira daleko superiornim razdvajanjima koja se mogu postići konvencionalnim jednostupanjskim slobodnim- padom triboelectrostatičkog separatora. Triboelectric pojas razdjelnik tehnologija bila je korištena za odvajanje širok raspon materijala, uključujući smjese staklen aluminosilikati/ugljika, kalcit/kvarc, Talk/magnezita, i barita/kvarc. Ekonomska usporedba korištenja triboelectrostatičkog odvajanja pojasa naspram konvencionalne flotacije za barit / kvarc odvajanje ilustrira prednosti suhe obradu minerala.

Ključne riječi: minerala, suha odvajanje, barit, triboelektrostatički punjenje, pojas razdjelnika, pepeo

UVOD

Nemaju pristup svježe vode postaje glavni faktor utjecaja na izvodljivosti rudarskih projekata diljem svijeta. Prema Hubert Fleming, bivši globalnom direktor za prolaz vode, "Od svih rudarskih projekata u svijetu koje su ili prestala ili usporila u proteklih godinu dana, To je bio, u gotovo 100% slučajeva, rezultat vode, bilo izravno ili neizravno" Blin (2013). Metode suhe mineralne obrade ponuditi rješenje tog problema nazire.

Mokra separacija metoda pjenu flotacija zahtijeva dodatak kemijski reagensi koji mora biti sigurno obraditi i zbrinuti na način neškodljiv. Neizbježno nije moguć rad sa 100% koš za vodu, zahtijeva zbrinjavanje barem dijela tehnološke vode, Vjerojatno sadrži količine kemijski reagensi.

Kemijska metoda kao elektrostatske odvajanje će eliminirati potreba za slatkom vodom, i ponuditi potencijal za smanjenje troškova. Jedan od najperperabilnijih novih kretanja u suhim separacijama minerala je triboelectrostatički razdjelnik pojasa. Ova tehnologija je proširio čestica veličine za sitnije čestice nego konvencionalni elektrostatski odvajanje tehnologije, u područje gdje samo plutanje je bio uspješan u prošlosti.

1

Slika 2. Detalj odvajanje zona

Proces je potpuno suha, zahtijeva nijedan dodatni materijali i proizvodi bez otpadnih voda ili zrak emisija. U slučaju ugljika iz pepela separacije, Obnova materijala sastoje se od pepela smanjiti ugljika razinama prikladni za uporabu kao pocolanskih aditiv u betonu, i visoko ugljični frakcije koja može snimiti na struja generira biljka. Iskorištenje oba proizvoda potoci pruža u 100% rješenje problema odlaganja pepela.

Razdjelnik triboelektrostatičkog pojasa je relativno kompaktan. Stroj dizajniran za obradu 40 tona na sat je oko 9.1 metara (30 ft) dugo, 1.7 metara (5.5 FT.) širok i 3.2 metara (10.5 FT.) visoke. Potrebnu ravnotežu biljke sastoji se od sustava prenijeti suhe tvari iz separatora i. Kompaktnost sustav omogućuje fleksibilnost u instalaciju dizajna.

Slika 3. Komercijalni triboelektrostatski razdjelnik pojasa

Odnosu na druge elektrostatski separacijski procesi

Tehnologija razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa uvelike proširuje raspon materijala koji se mogu korisit elektrostatskim procesima. Najčešće koriste elektrostatički procesi se oslanjaju na razlike u električnu vodljivost materijala biti odvojeni. U tim procesima, materijal mora kontaktirati uzemljeni bubanj ili ploča obično nakon materijal čestice su Negativno nabijeni ionizacijsko corona iscjedak. Vodljivi materijali će brzo gube svoj naboj, i biti bačen iz bubnja. Neprovodni materijal i dalje privlači bubanj budući da je

3

punjenje će se sporije raspasti i past će ili će se četkati iz bubnja nakon odvajanja od materijala za provođenje. Ovi procesi su ograničene na kapacitet zbog potrebne kontakt svaka čestica na bubanj ili tanjur. Učinkovitost ove kontakt punjenje procesi su također ograničeni na čestice o 100 μm ili veće veličine zbog i potrebe da se obratite uzemljenoj ploči i potrebnoj dinamici protoka čestica. Čestice različitih veličina također će imati različite dinamike protoka zbog inercijskih učinaka i rezultirat će degradiran razdvajanjem. Sljedeći dijagram (Slika 4) ilustrira temeljne značajke ove vrste razdjelnika.

Slika 4. Bubanj elektrostatički separator "Starješina (2003)"

Triboelektrostatička razdvajanja nisu ograničena na odvajanje provodnih / ne-provodni materijali ali ovise o dobro poznatom fenomenu prijenosa naboja trenjem kontaktom materijala s dissimilarnom površinom kemije. Ova pojava se desetljećima koristi u procesima razdvajanja "slobodnog pada". Takav proces ilustriran je na slici 5. Komponente smjese čestica prvo razviju različite naboje kontaktom bilo s metalnom površinom, ili česticama do dodira čestica u uređaju za hranjenje fluidiziranog kreveta. Što su čestice preko električnog polja u zoni elektrode, Svaka čestica putanja je odbila prema elektrodi suprotnog naboja. Nakon određene udaljenosti, posude za prikupljanje su zaposleni za odvajanje strujanja. Tipična instalacija zahtijeva više razdjelnik faze sa ponovno iskoristiti osrednje razlomka. Neki uređaji koriste stalni dotok plina kako bi pomogli prenoseći čestica kroz elektrode zonu.

4

Slika 5. "Slobodan pad" triboelectrostatički razdjelnik

Ova vrsta slobodnog pada razdjelnika također ima ograničenja u veličine čestica materijala koje se mogu obraditi. Protok unutar elektrode zone mora se kontrolirati kako bi se turbulencija minimizirala kako bi se izbjeglo "blaćenje" odvajanja. Putanja fine čestice su više ostvaruje turbulencije jer je aerodinamičan povucite snage na fine čestice su mnogo veće od gravitacijskog i elektrostatičkog snage. Vrlo fine čestice će također imaju tendenciju da prikupimo na elektrodi i moraju se ukloniti na neki drugi način. Čestice manje od 75 μm se ne može učinkovito odvojiti.

Drugo ograničenje je da čestica krcanje u zoni elektrode mora biti niska kako bi se spriječilo prostor glavni učinci, koji ograničava brzina obrade. Prolazak materijala kroz zonu elektroda inherentno rezultira jednokratnim razdvajanjem, budući da ne postoji mogućnost ponovnog punjenja čestica. Stoga, višestupanijski sustavi potrebni su za poboljšanje stupnja razdvajanja uključujući ponovno punjenje materijala naknadnim kontaktom s uređajem za punjenje. Rezultat opreme obujma i složenosti povećava u skladu s tim.

Za razliku od druge dostupne elektrostatski separacijski procesi, razdjelnika triboelektrostatičkog pojasa idealan je za odvajanje vrlo finog (<1 μm) za umjereno gruba (300μm) materijali s vrlo visoke propusnost. Triboelectric čestica punjenje je učinkovit za širok spektar materijala i zahtijeva samo čestica-čestica kontakt. Mali razmak, visoka električna polja, Brojač protoka, snažna agitacija čestica-čestica i samočišćenje remena na elektrodama kritične su značajke razdjelnika. Visoko djelotvorno višestupanjno odvajanje kroz punjenje / punjenje i unutarnjeg rezultira daleko superiorniji separacije i je učinkovit na finim materijalima koje ne mogu biti odvojene na sve konvencionalne tehnike.

5

PRIMJENE TRIBOELEKTROSTATIČKOG POJASA SEPARACIJE

Pepeo

Tehnologija razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa prvo se primijenila industrijalno na preradu pepela za izgaranje ugljena u 1995. Za pepeo, tehnologija je bio na snazi u odvajanje ugljik čestice iz nepotpunog izgaranja ugljena, od staklene alumosilikatnih mineralnih čestica u letećeg pepela. Tehnologija je bila instrumentalna u omogućavanju recikliranja mineralno-bogate muhe kao zamjene cementa u proizvodnji betona. Od 1995, 19 triboelektrostatički razdjelnici pojasa posluju u SAD-u, Kanada, VELIKA BRITANIJA, i Poljska, obrada nad 1,000,000 tona pepela godišnje. Tehnologija je sada također u Aziji s prvog separatora instaliran u Južnoj Koreji ove godine. Industrijska povijest pepela odvajanje naveden je u tablici 1.

Tablica 3. Primjeri, separacije minerala pomoću triboelektrostatičkog odvajanja pojasa

Dokazano je da primjena razdjelnika triboelektrostatičkog pojasa učinkovito koristi mnogim mineralnim smjesama. Budući razdjelnik može obraditi materijale s čestica veličine od oko 300 μm do manje od 1 μm, a triboelektrostatičko odvajanje je učinkovito i za izolaciju i za provodne materijale, tehnologija uvelike proširuje raspon primjenjive materijale preko konvencionalne elektrostatičkog separatora. Budući da je triboelectrostatički proces u potpunosti suh, Upotreba eliminira potrebu za materijal sušenje i tekući otpad rukovanje plutanje procesa.

TROŠAK TRIBOELECTROSTATIČKOG ODVAJANJA POJASA

Usporedba s konvencionalnim plutanje za barit

Usporednu studiju troškova je naručio STET, a proveo soutex Inc. Soutex je Quebec Canada temelji inženjerska tvrtka s velikim iskustvom u mokrim plutanje i elektrostatski razdvajanje procesa evaluacije i dizajn. Studija je usporedila kapital i operativne troškove procesa razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa s konvencionalnom flotacijom frotha za korist od nisko-stupanjske baritne kolone. Obje tehnologije ažurirati za barit za odstranjivanje krutih tvari niske gustoće, Uglavnom kvarc, za proizvodnju American Petroleum Institute (API) bušenje razreda barit s SG veći od 4.2 g/ml. Rezultati flotacije temeljili su se na pilot ispitivanjima postrojenja koje je proveo Indijski nacionalni mettalurški laboratorij "NML (2004)". Rezultati separacije triboelektrostatičkog pojasa temeljili su se na pilot ispitivanjima postrojenja koristeći slične pore za životinje. Usporedna ekonomska studija uključivala je razvoj listova tokova, materijalne i energetske bilance, velika veličine opreme i kotacije i za flotacijski i triboelectrostatički procesi razdvajanja pojasa. Osnova za oba shematski je isto, obrada 200,000 t/g barita hraniti s SG 3.78 za proizvodnju 148,000 t/g bušenja razreda barit proizvod sa SG 4.21 g/ml. Plutanje procesa procjena ne uključuje sve troškove za procesne vode, ili pročišćavanje vode.

Shematski su generirani od strane Soutex za barit plutanje proces (Slika 6), i triboelektrostatički postupak razdvajanja pojasa (Slika 7).

8

Slika 6 Barit plutanje proces flowsheet

9

Slika 7 Traka procesa odvajanja trake triboelectrostatičkog pojasa barita

Teze shematski su sirove rudače drobljenje sustav, Što je zajedničko za obje tehnologije. Hranjenje brušenje za plutanje je postignuto koristeći mokra pulpa loptaš s ciklona klasifikator. Brušenje hrane za slučaj razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa se postiže pomoću suhog, vertikalni valjak s sastavnim dinamičkim klasifikatorom.

List toka odvajanja triboelektrostatičkog pojasa jednostavniji je od flotacije. Triboelektostatičko odvajanje pojasa postiže se u jednoj fazi bez dodatka bilo kojeg kemijskog reagensa, u usporedbi s trospratnom flotacijom s oleinska kiselina koja se koristi kao kolekcionar za barit i natrijev silikat kao depresiv za silicijevu ganguu. Flokkulant se dodaje i kao reagent za zadebljanje u slučaju baritske flotacije. Za odvajanje triboelectrostatičkog pojasa nije potrebna oprema za devodiranje i sušenje, u usporedbi s zadebljavačima, filtar preše, i rotacijske sušilice potrebne za proces flotacije barita.

10

REFERENCE

1.Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Visoka i suha, CIM Magazine, Vol. 8, ne. 4, pp. 48‐51.

2.Stariji, J. & Yan, E (2003) eForce.- Najnovije generacije elektrostatičkog separatora za industriju minerala pijeska, Konferencija o teškim mineralima, Johannesburg, Južnoafrički institut za rudarstvo i metalurgiju.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Dio 1: Temeljni aspekti, Minerala & Metalurške obrade, Vol 17, ne. 1 pp 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Dio 2: Praktična razmatranja, Minerala & Metalurške obrade, Vol 17, ne. 1 str. 139. 166.

5.Searls, J (1985) Kalijevog, Poglavlje u Mineralne činjenice i problemi: 1985 Izdanje, Ured za mine Sjedinjenih Američkih Država, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Elektrostatičko razdvajanje potash ores, Patent Sjedinjenih Američkih Država # 3,885,673.

7.Marke, L, Beier, P, & Stahl, Ja (2005) Elektrostatski odvajanje, Wiley-VCH verlag, Gmbh & Co.

8.Fraas, F (1962) Elektrostatičko odvajanje granularnih materijala, Američki biro za mine, Bilten 603.

9.Fraas, F (1964), Predobrada minerala za elektrostatičko odvajanje, Američki patent 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Faktori pripreme hrane za životinje koji utječu na učinkovitost elektrostatičkog razdvajanja, Magnetsko i električno razdvajanje, Vol 8 str. 161-173.

11.Inkulet, Ja (1984) Elektrostatičko odvajanje minerala, Serija elektrostatika i elektrostatičkih aplikacija, Research Studies Press, D.o.o, John Wiley & Sinovi, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free-Fall Elektrostatičko odvajanje čestica fosfata i kalcita, Laboratorij za istraživanje minerala, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, i 3038, Knjiga 212, Izvješće o napretku.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Pneumatski transport, Triboelektrična korist za industriju fosfata Floride, Florida Institut za istraživanje fosfata, Br. publikacije. 02‐149‐201, Prosinac.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Triboelektrični naboj, Elektrofizička svojstva i električna korist Potencijal kemijski obrađenog Feldspara, Kvarc, i Wollastonite, Magnetsko i električno razdvajanje, Vol 11, br. 1-2 str. 9-32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Utjecaj površinskih učinaka na elektrostatičko odvajanje cirkona i rutila, Šesta međunarodna konferencija o teškim mineralima, Južnoafrički institut za rudarstvo i metalurgiju.

16.Čelik, M i Yasar, E (1995) Učinci temperature i nečistoća na elektrostatičko odvajanje od boron materijala, Minerali Inženjering, Vol. 8, ne. 7, pp. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Napomene o sušenju za elektrostatičko odvajanje od čestica, AIME Tec. Pub 2257, Studeni.

18.NML (2004) Korist od niskog stupnja barita (rezultati pilot postrojenja), Završno izvješće, Nacionalni metalurški laboratorij, Jamshedpur Indija, 831 007

13