Memperluas aplikasi di kering tribokelistrikan pemisahan mineral

Memperluas aplikasi dalam Dry tribokelistrikan

Pemisahan mineral

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

ST peralatan & Teknologi LLC, Needham Massachusetts 02494 AMERIKA SERIKAT

Tel: +1‐781‐972‐2300, email: jbittner@titanamerica.com

ABSTRAK

ST peralatan & Teknologi, LLC (STET) telah mengembangkan sistem pengolahan berdasarkan pemisahan sabuk triboelectrostatic yang menyediakan industri pengolahan mineral sarana untuk ciate bahan halus dengan teknologi yang sepenuhnya kering. Berbeda dengan proses pemisahan elektrostatik lainnya yang biasanya terbatas untuk lebih besar dari 75μm dalam ukuran partikel, pemisah sabuk tribokelistrikan sangat ideal untuk pemisahan sangat halus (<1Μm) untuk cukup kasar (300Μm) partikel dengan throughput yang sangat tinggi. Pemisahan multi-tahap efisiensi tinggi melalui pengisian/pengisian ulang internal dan hasil daur ulang jauh separasi unggul yang dapat dicapai dengan satu tahap konvensional bebas-jatuh triboelectrostatic pemisah. Tribokelistrikan sabuk pemisah teknologi telah digunakan untuk memisahkan berbagai macam bahan termasuk campuran aluminosilicates/karbon kaca, kalsit kuarsa, bedak misalnya, dan barit kuarsa. Perbandingan ekonomi menggunakan pemisahan sabuk triboelectrostatic dibandingkan flotasi konvensional untuk barit / keuntungan dari pengolahan kering untuk mineral menggambarkan kuarsa pemisahan.

Kata kunci: mineral, pemisahan kering, Barit, triboelectrostatic pengisian, sabuk pemisah, fly ash

PENGENALAN

Kurangnya akses ke air bersih menjadi faktor utama yang mempengaruhi kelayakan proyek pertambangan di seluruh dunia. Menurut Hubert Fleming, mantan Direktur global untuk air Hatch, "Dari semua proyek pertambangan di dunia yang baik telah berhenti atau melambat selama setahun, sudah, di hampir 100% kasus, Akibatnya air, baik secara langsung maupun tidak langsung"Blin (2013). Metode pengolahan mineral kering menawarkan solusi untuk masalah ini menjulang.

Metoda pemisahan basah seperti buih flotasi memerlukan penambahan kimia reagen yang harus ditangani dengan aman dan dibuang dalam cara yang bertanggung jawab terhadap lingkungan. Pasti bukan tidak mungkin untuk bekerja dengan 100% Air daur ulang, memerlukan pembuangan setidaknya bagian proses air, mungkin berisi jumlah jejak dari reagen kimia.

Dry metode seperti pemisahan elektrostatik akan menghilangkan kebutuhan untuk air tawar, dan menawarkan potensi untuk mengurangi biaya. Salah satu yang paling menjanjikan perkembangan baru dalam pemisahan mineral kering adalah sabuk pemisah triboelectrostatic. Teknologi ini telah memperluas kisaran ukuran partikel partikel halus daripada teknologi konvensional elektrostatik pemisahan, ke kisaran yang mana hanya flotasi telah sukses di masa lalu.

1

Gambar 2. Detail dari pemisahan zona

Proses ini sepenuhnya kering, memerlukan tidak ada bahan tambahan dan menghasilkan tidak ada limbah air atau udara emisi. Dalam kasus karbon dari pemisahan fly ash, bahan-bahan yang pulih terdiri dari fly ash berkurang dalam kandungan karbon ke tingkat yang cocok digunakan sebagai campuran pozzolanic beton, dan sebagian kecil karbon tinggi yang dapat dibakar di pembangkit tenaga listrik yang tanaman. Pemanfaatan produk kedua Sungai menyediakan 100% solusi untuk masalah-masalah pembuangan fly ash.

Pemisah sabuk triboelectrostatic relatif kompak. Sebuah mesin yang dirancang untuk proses 40 ton per jam adalah sekitar 9.1 meter (30 ft) panjang, 1.7 meter (5.5 kaki.) lebar dan 3.2 meter (10.5 kaki.) tinggi. Keseimbangan yang diperlukan tanaman terdiri dari sistem untuk menyampaikan bahan kering ke dan dari pemisah. Kekompakan sistem memungkinkan untuk fleksibilitas dalam instalasi desain.

Gambar 3. Pemisah sabuk triboelectrostatic komersial

Dibandingkan dengan proses pemisahan elektrostatik lainnya

Teknologi pemisahan sabuk triboelectrostatic sangat memperluas jangkauan bahan yang dapat beneficiated dengan proses elektrostatik. Proses elektrostatik yang paling umum digunakan mengandalkan perbedaan konduktivitas listrik dari bahan-bahan untuk dipisahkan. Dalam proses ini, bahan harus menghubungi Beralas drum atau piring biasanya setelah bahan partikel bermuatan negatif oleh lucutan Korona ionizing. Konduktif akan kehilangan biaya mereka dengan cepat dan dibuang dari drum. Bahan non‐conductive terus menjadi tertarik pada drum sejak

3

biaya akan menghilang lebih lambat dan akan jatuh atau disikat dari drum setelah pemisahan dari bahan melakukan. Proses ini terbatas dalam kemampuan karena kontak diperlukan setiap partikel untuk drum atau piring. Efektivitas Hubungi pengisian proses juga terbatas pada partikel tentang 100 Μm atau lebih besar dalam ukuran karena keduanya perlu untuk menghubungi Beralas piring dan dinamika aliran diperlukan partikel. Partikel dari berbagai ukuran juga akan memiliki dinamika aliran berbeda karena efek inertia dan akan mengakibatkan pemisahan terdegradasi. Diagram berikut (Gambar 4) menggambarkan fitur dasar dari jenis pemisah.

Gambar 4. Drum elektrostatik pemisah "penatua (2003)"

Separasi triboelectrostatic tidak terbatas pada pemisahan konduktif / bahan-bahan non‐Conductive tetapi bergantung pada fenomena terkenal biaya transfer oleh gesekan kontak dari bahan dengan berbeda kimia permukaan. Fenomena ini telah digunakan dalam proses pemisahan "jatuh bebas" selama beberapa dekade. Proses seperti yang digambarkan dalam gambar 5. Komponen dalam suatu campuran partikel pertama mengembangkan biaya berbeda dengan kontak baik dengan permukaan logam, atau oleh partikel-partikel hubungi di berfluida makan perangkat. Ketika partikel jatuh melalui medan listrik yang terdapat di zona elektroda, setiap partikel lintasan dibelokkan menuju elektrode berlawanan biaya. Setelah jarak tertentu, Pengumpulan sampah yang digunakan untuk memisahkan aliran. Instalasi khas memerlukan beberapa tahapan pemisah dengan daur ulang dari sebagian kecil menengah. Beberapa perangkat menggunakan aliran gas untuk membantu menyampaikan partikel melalui zona elektroda.

4

Gambar 5. "Jatuh bebas" triboelectrostatic pemisah

Jenis pemisah jatuh bebas juga memiliki keterbatasan ukuran partikel material yang dapat diproses. Aliran dalam zona elektroda harus dikendalikan untuk meminimalkan gejolak untuk menghindari "mengolesi" pemisahan. Lintasan partikel halus yang lebih dipengaruhi oleh turbulensi karena aerodinamis tarik kekuatan di partikel halus jauh lebih besar daripada pasukan gravitasi dan elektrostatik. Partikel yang sangat halus juga akan cenderung untuk mengumpulkan pada permukaan elektroda dan harus dikeluarkan oleh beberapa metode. Partikel kurang dari 75 Μm tidak dapat secara efektif dipisahkan.

Keterbatasan lainnya adalah bahwa partikel loading dalam zona elektroda harus rendah untuk mencegah efek ruang muatan, yang membatasi kecepatan pengolahan. Melewati bahan zona elektroda inheren mengakibatkan pemisahan single‐stage, karena tidak ada kemungkinan untuk re‐charging partikel. Oleh karena itu, Multi‐Stage sistem diperlukan untuk memperbaiki derajat pemisahan termasuk re‐charging bahan oleh kontak selanjutnya dengan perangkat pengisian. Dihasilkan peralatan volume dan kompleksitas meningkat sesuai.

Berbeda dengan proses pemisahan elektrostatik yang tersedia lainnya, pemisah sabuk triboelectrostatic sangat cocok untuk pemisahan yang sangat baik (<1 Μm) untuk cukup kasar (300Μm) bahan dengan sangat tinggi throughputs. Tribokelistrikan partikel pengisian efektif untuk berbagai bahan dan hanya membutuhkan partikel-partikel kontak. Celah kecil, Medan listrik yang tinggi, aliran arus counter, agitasi kuat particle‐particle dan self‐cleaning tindakan sabuk pada elektroda adalah fitur kritis pemisah. Pemisahan multi‐stage efisiensi tinggi melalui pengisian / daur ulang internal dan pengisian mengakibatkan pemisahan jauh lebih unggul dan efektif pada bahan halus yang tidak bisa dipisahkan sama sekali dengan teknik konvensional.

5

APLIKASI PEMISAHAN SABUK TRIBOELECTROSTATIC

Fly Ash

Teknologi pemisahan sabuk triboelectrostatic pertama kali diterapkan secara industri untuk pengolahan fly ash pembakaran batubara di 1995. Untuk aplikasi fly ash, teknologi telah efektif dalam memisahkan partikel karbon dari pembakaran yang tidak sempurna batubara, dari kaca aluminosilicate partikel-partikel mineral di fly ash. Teknologi ini telah berperan dalam memungkinkan daur ulang dari flyash yang kaya mineral sebagai pengganti semen dalam produksi beton. Sejak 1995, 19 triboelectrostatic pemisah sabuk telah beroperasi di Amerika Serikat, Kanada, INGGRIS, dan Polandia, pengolahan atas 1,000,000 ton fly ash setiap tahunnya. Teknologi ini sekarang juga di Asia dengan pemisah pertama dipasang di Korea Selatan tahun ini. Sejarah industri fly ash pemisahan tercantum dalam tabel 1.

Meja 3. Contoh, separasi mineral menggunakan pemisahan sabuk triboelektrostatik

Penggunaan pemisah sabuk triboelectrostatic telah dibuktikan secara efektif ciate banyak campuran mineral. Karena pemisah dapat memproses bahan dengan partikel ukuran dari sekitar 300 μm kurang dari 1 Μm, dan pemisahan triboelectrostatic efektif untuk bahan isolasi dan konduktif, teknologi sangat memperluas jangkauan berlaku materi atas konvensional elektrostatik pemisah. Karena proses triboelectrostatic sepenuhnya kering, penggunaan itu menghilangkan kebutuhan untuk pengeringan bahan dan limbah cair penanganan dari proses flotasi.

BIAYA PEMISAHAN SABUK TRIBOELECTROSTATIC

Dibandingkan dengan konvensional flotasi untuk barit

Komparatif biaya studi ditugaskan oleh STET dan dilakukan oleh Soutex Inc. Soutex adalah Quebec Kanada berbasis perusahaan teknik dengan pengalaman yang luas dalam flotasi basah dan pemisahan elektrostatik proses evaluasi dan desain. Studi ini membandingkan modal dan biaya operasi dari proses pemisahan sabuk triboelectrostatic dengan flotasi buih konvensional untuk Benefisiasi bijih barit kelas rendah. Kedua-dua teknologi upgrade barit oleh penghapusan kepadatan rendah padatan, terutama kuarsa, untuk menghasilkan American Petroleum Institute (API) Pengeboran barit kelas dengan lebih besar daripada SG 4.2 g/ml. Hasil Flotation didasarkan pada studi tanaman percontohan yang dilakukan oleh laboratorium Mettalurgical Nasional India "NML (2004)". Hasil Pemisahan sabuk triboelectrostatic didasarkan pada studi tanaman percontohan yang menggunakan bijih pakan serupa. Studi perbandingan ekonomi termasuk pengembangan flowsheet, materi dan energi saldo, ukuran peralatan utama dan kutip untuk kedua flotasi dan proses pemisahan sabuk triboelectrostatic. Dasar untuk flowsheets kedua adalah sama, pengolahan 200,000 t/y barit feed dengan SG 3.78 untuk menghasilkan 148,000 t/y pengeboran produk barit kelas dengan SG 4.21 g/ml. Perkiraan proses flotasi tidak termasuk biaya apapun untuk proses air, atau pengolahan air.

Flowsheets yang dihasilkan oleh Soutex untuk proses flotasi barit (Gambar 6), dan proses pemisahan sabuk triboelectrostatic (Gambar 7).

8

Gambar 6 Barit flotasi proses flowsheet

9

Gambar 7 Lembar kerja proses pemisahan sabuk triboelectrostatic Barite

Tesis flowsheets tidak termasuk bijih mentah yang menghancurkan sistem, yang merupakan biasa kepada kedua-dua teknologi. Pakan grinding untuk kasus flotasi dicapai menggunakan sebuah bola basah pulp pabrik dengan Siklon classifier. Pakan grinding untuk kasus pemisahan sabuk triboelectrostatic dicapai dengan menggunakan kering, vertikal roller mill dengan integral dinamis classifier.

Flowsheet pemisahan sabuk triboelectrostatic lebih sederhana daripada flotasi. Pemisahan sabuk triboelectostatic dicapai dalam satu tahap tanpa penambahan reagen kimia, dibandingkan dengan three‐stage flotasi dengan asam oleat digunakan sebagai seorang kolektor untuk barit dan natrium silikat sebagai depressant untuk gangue silika. Floculant juga ditambahkan sebagai reagen untuk penebalan dalam kasus flotasi barit. Tidak ada peralatan Dewatering dan pengeringan yang diperlukan untuk pemisahan sabuk triboelectrostatic, dibandingkan dengan thickeners, Filter presses yang, dan pengering rotary yang diperlukan untuk proses flotasi barit.

10

REFERENSI

1.Blin, P & Dion‐Ortega, A (2013) Tinggi dan kering, CIM majalah, Vol. 8, Tidak. 4, PP. 48‐51.

2.Penatua, J. & Yan, E (2003) eForce. ‐ generasi terbaru dari elektrostatik pemisah untuk mineral pasir industri, Mineral berat konferensi, Johannesburg, Afrika Selatan Institute of Mining and Metallurgy.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Review dari metoda pemisahan listrik, Bagian 1: Aspek-aspek mendasar, Mineral & Pengolahan metalurgi, Vol 17, Tidak. 1 PP 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Review dari metoda pemisahan listrik, Bagian 2: Pertimbangan-pertimbangan praktis, Mineral & Pengolahan metalurgi, Vol 17, Tidak. 1 PP 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Kalium karbonat, Bab dalam Mineral fakta dan masalah: 1985 Edisi, Amerika Serikat Bureau of Mines, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Elektrostatik pemisahan Potash bijih, Amerika Serikat Paten # 3,885,673.

7.Merek, L, Beier, P, & Stahl, Saya (2005) Elektrostatik pemisahan, Wiley‐VCH verlag, GmbH & Co.

8.Fraas, F (1962) Elektrostatik pemisahan bahan butiran, US Bureau of Mines, Buletin 603.

9.Fraas, F (1964), Pretreatment mineral untuk pemisahan elektrostatik, US Patent 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Feed persiapan faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi elektrostatik pemisahan, Magnetis dan elektris pemisahan, Vol 8 PP 161‐173.

11.Inculet, Saya (1984) Elektrostatik pemisahan Mineral, Electrostatics dan seri elektrostatik aplikasi, Penelitian studi tekan, Ltd, John Wiley & Anak-anak, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free‐Fall elektrostatik pemisahan fosfat dan partikel kalsit, Laboratorium penelitian mineral, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, dan 3038, buku 212, Laporan kemajuan.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Transportasi pneumatik, Tribokelistrikan Benefisiasi untuk industri fosfat Florida, Penelitian Institut fosfat Florida, No publikasi. 02‐149‐201, Desember.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Biaya tribokelistrikan, Properti Electrophysical dan listrik Benefisiasi potensi dari kimiawi diperlakukan Feldspar, Kuarsa, dan Wollastonite, Magnetis dan elektris pemisahan, Vol 11, No 1 ‐ 2 PP 9 ‐ 32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Pengaruh permukaan efek pada pemisahan elektrostatik Zirkon dan rutile, Konferensi Internasional mineral berat 6, Selatan Afrika Institute of Mining and Metallurgy.

16.Celik, M dan Yasar, E (1995) Efek suhu dan kotoran pada elektrostatik pemisahan Boron bahan, Mineral Rekayasa, Vol. 8, Tidak. 7, PP. 829‐ 833.

17.Fraas, F (1947) Catatan tentang pengeringan untuk pemisahan elektrostatik dari partikel, AIME Tec. Pub 2257, November.

18.NML (2004) Benefisiasi kelas rendah barit (pilot tanaman hasil), Laporan akhir, Laboratorium Nasional, Jamshedpur India, 831 007

13