Fanitarana ny fampiharana ao anatin'ny fisarahana amin'ny mineraly

Expanding Applications in Dry Triboelectric

Separation of Minerals

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

ST Fitaovana & Technology LLC, Needham Massachusetts 02494 USA

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

SARO-TAVA

ST Fitaovana & teknolojia, LLC (STET) has developed a processing system based on triboelectrostatic belt separation that provides the mineral processing industry a means to beneficiate fine materials with an entirely dry technology. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles greater than 75μm in size, ny triboelectric fehikibo separator dia ideally hifanentana mba ho amin' ny fisarahana tsara. (<1μm) mba moderately marokoroko (300μm) particles-tena avo be throughput. The high efficiency multi‐stage separation through internal charging/recharging and recycle results in far superior separations that can be achieved with a conventional single‐stage free‐ fall triboelectrostatic separator. Ny teknôlôjia fanasarahana ny fehikibo 3etriktrika dia nampiasaina mba hanasarahana karazan-javatra maro isan-karazany, anisan'izany ny fifangaroana amin'ny fitaratra aluminosecates/carbon., calcite/quartz, talc/magnesite, ary barite/quartz. An economic comparison of using the triboelectrostatic belt separation versus conventional flotation for barite / Ny fisarahan'ny quartz dia maneho ny tombony azo avy amin'ny fikarakarana maina ho an'ny mineraly..

Keywords: mineraly, maina fisarahana, barite, Fihazakazahana triboelectrostatic, fehin-kibo Separator, manidina lavenona.

TENY FANOLORANA

Ny tsy fisian' ny rano vaovao dia ho lasa antony nahatonga lehibe mahakasika ny feasibility ireo tetikasa harendrika manerana izao tontolo.. Araka ny Hubert Fleming, mpitarika teo aloha teo ho eo ho eo amin' ny Rano Foy, "Amin' ireo asa harendrika rehetra eto amin' ny tontolo izay efa nitsahatra na nihamora tamin' ny taona lasa., izany, saika 100% ny tranga., vokatry ny rano., either directly or indirectly” Blin (2013). Manome vahaolana amin'ity olana miteraka olana ity ny fomba fitrandrahana harena an-kitron-karena maina.

Ny fomba fisarahana mando toy ny fiakaran'ny rivotra dia mitaky fanampin'ireo simika izay tsy maintsy tantanana soa aman-tsara sy ariana amin'ny fomba tompon'andraikitra ara-tontolo iainana.. Tsy azo ihodivirana fa tsy azo atao ny miasa miaraka amin'ny 100% Fanodinkodinana rano., Mitaky fandroahana ampahany farafahakeliny amin'ny ranon'ny dingana., Azo inoana fa misy soritra simika be dia be..

Ireo fomba maina toy ny electrostatic ny fisarahana dia manaisotra ny filana rano vaovao., ary manolotra ny hery anaty mba hampihena ny vola.. Iray amin'ireo fivoarana vaovao mahabe fanantenana indrindra amin'ny fisarahana amin'ny mineraly maina ny fehin-kibon'ny triboel. Io teknôlôjia io dia nanolotra ny habeny particles tsara kokoa noho ny fihetsiketsehana electrostatic ny fisarahana teknôlôjia, tao anatin' ny fotoana izay vao flotation ny fahombiazana tamin' ny lasa..

1

Figure 2. Sombiny amin'ny faritra fisarahana

Maina tanteraka ny dingana., tsy mitaky fitaovana fanampiny ary tsy mamoa rano na emissions ny rivotra.. Raha ny momba ny karbôna avy amin'ny fisarahana lamaody., Ireo fitaovana sitrana dia ahitàna lafaoro mihena ao anatin'ny votoaty karbôna ka hatramin'ny ambaratonga mety ampiasaina ho toy ny firaisana tsikombakomba amin'ny simenitra., ary ampahany avo amin'ny karbôna izay azo may ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra.. Ny fampiasana ireo renirano roa ireo dia manome 100% Vahaolana amin'ny fisondrotam-bidy amin'ny fanariana lamba..

Somary sarotsarotra ihany ny fehikibon'ny tsimok'aretina. Milina natao hizotra 40 tonnes per hour is approximately 9.1 metatra (30 Ft) ela, 1.7 metatra (5.5 ft.) midadasoka sy midadasoka 3.2 metatra (10.5 ft.) avo. Ny fifandanjana ilaina amin'ny zavamaniry dia ny rafitra fampitana fitaovana maina sy avy amin'ny mpampisaraka.. Ny compactness ny rafitra dia mamela fanovanovana amin' ny fikasan' installation..

Figure 3. Dokambarotra triboelectrostatic belt separator

Ampitahao amin'ireo dingana hafa amin'ny fisarahana amin'ny herinaratra

Ny teknolojian'ny fisarahana triboeltatika dia manitatra tokoa ny karazana fitaovana izay mety hahazoana tombony amin'ny alalan'ny fizotran'ny herinaratra.. Ny fomba fampiasa amin'ny herinaratra matetika dia miankina amin'ny fahasamihafana eo amin'ny fitondrantenan'ny fitaovana hosarahina.. Ao anatin'ireo asa ireo, Tsy maintsy mifandray amin'ny amponga na takelaka mifono amponga ilay fitaovana, rehefa voampangan'ny fisondrotan'ny corona ireo singa ara-pitaovana.. Ho very haingana ny fiampangana azy ireo ary hariana avy any anaty ampondra ireo fitaovana enti-mitantana. The non‐conductive material continues to be attracted to the drum since the

3

charge will dissipate more slowly and will fall or be brushed from the drum after separation from the conducting material. Voafetra amin'ny fahaiza-manao ireo dingana ireo noho ny fifandraisana takiana amin'ny amponga na ny takelaka tsirairay.. Voafetra ihany koa ny fahombiazan'ireo dingana ifandraisana ireo. 100 μm or greater in size due to both the need to contact the grounded plate and the required particle flow dynamics. Hanana fahatapahan-kevitry ny fikorianan'ny rano ihany koa ireo singa amin'ny habe samihafa noho ny voka-dratsy tsy mitovy ary hiafara amin'ny fisarahana mihasimba.. Ity fanehoana an-tsarivony manaraka ity (Figure 4) Asehon'ny sary ny lafiny fototra amin'io karazana fitokanana io.

Figure 4. Drum electrostatic separator “Elder (2003)”

Tsy voafetra ho amin'ny fisarahana amin'ny fitondran - tena ihany ny fisarahana ara - pitondran - tena / Fitaovana tsy misy ‐fa miankina amin'ny tranga fantatra amin'ny famindrana ireo fitaovana amin'ny alalan'ny fifandraisana tsy ara-dalàna amin'ireo fitaovana misy simia tsy mitovy amin'ny tany.. Nampiasaina tamin'ny dingana fisarahana "maimaim-poana" nandritra ny am-polo taona maro ity tranga ity. Hita amin'ny sary eo amin'ny sary ny dingana toy izany 5. Ny singa amin'ny fifangaroan'ny singa dia mampivelatra fiampangana samihafa aloha amin'ny alalan'ny fifampikasohana amin'ny vy., na amin'ny alalan'ny ampahany amin'ny fifampikasohana amin'ny ampahany amin'ny fitaovana famahanana fandriana mifoka sigara.. Satria mianjera eny amin'ny sahan'ny herinaratra ao amin'ny faritra elektronika ireo singa, Voafafa amin'ny herinaratra mifanohitra amin'izany ny làlan'ny singa tsirairay. Aorian'ny halavirana iray., Ampiasaina hanasarahana ny renirano ny atidoha. Ny fametrahana fotodrafitrasa mahazatra dia mitaky dingana maro amin'ny fampisarahana miaraka amin'ny fanodinana ampahany antenantenany.. Mampiasa entona tsy tapaka ny fitaovana sasany mba hanampy amin'ny fampitàna ireo singa amin'ny alalan'ny faritra elektronika..

4

Figure 5. "Free fall" triboelectrostatic separator

Ity karazana fitovian-kevitry ny mpampisaraka maimaim-poana ity koa dia misy fetrany ihany koa amin'ny haben'ny fitaovana azo karakaraina.. Tsy maintsy fehezina ny fikorianan'ny herinaratra ao anatin'ny faritra misy herinaratra mba hampihenana ny fisafotofotoan'ny rivotra mba hisorohana ny "fanakorontanana" ny fisarahana.. Ny làlan'ireo singa tsara dia misy fiantraikany kokoa noho ny fisafotofotoana satria lehibe lavitra noho ny hery misintona sy herinaratra ny hery misinton'ny tany sy ny herinaratra.. Ireo singa tena tsara dia mirona ihany koa amin'ny fanangonana ireo fitaovana elektronika ary tsy maintsy esorina amin'ny fomba sasany.. Ampahany latsaky ny 75 Tsy azo sarahina tsara ny μm.

Fetra iray hafa ny hoe tsy maintsy ambany ny singa ao anatin'ny faritra elektronika mba hisorohana ny voka-dratsin'ny fiampangana eny amin'ny habakabaka., Iza no mametra ny tahan'ny fikirakirana.. Ny fandefasana fitaovana ao amin'ny faritra misy herinaratra dia miafara amin'ny fisarahana eo amin'ny sehatra tokana‐, Satria tsy misy ny fahafahana mamerina ny singany indray‐.. Ary noho izany, Ilaina ny rafitra iraisam-pirenena maro‐mba hanatsarana ny tahan'ny fisarahana, anisan'izany ny famerenana ny fitaovana amin'ny alalan'ny fifandraisana amin'ny fitaovana mpiampanga.. Mitombo araka izany ny habetsahan'ny fitaovana sy ny fahasarotana..

Mifanohitra amin'ireo dingana hafa misy amin'ny herinaratra, Mety tsara amin'ny fisarahana amin'ny lamandy tsara ny fehikibon'ny tsimok'aretina. (<1 μm) mba moderately marokoroko (300μm) fitaovana misy dika avo dia avo.. Mahomby ho an'ny karazana fitaovana maro ny famaizana singa triboelectric ary mitaky singa fotsiny – fifampikasohana amin'ny ampahany. Ilay lamba kely, Sahan'herinaratra avo lenta, Tohero ny fikorianan'izao fotoana izao, Ny sombiny mahery vaika‐ny fanakorokoloana sy ny fanadiovana ny tena‐amin'ny alalan'ny fehin-pibokely amin'ny elektrisite no tena zava-dehibe ao amin'ny mpandàla ny fisarahana.. Ny fisarahana avo lenta maro‐ amin'ny alalan'ny fiampangana / Ny fikarohana sy ny fanodinana ao anatiny dia miteraka fisarahana ambony lavitra ary mahomby amin'ny fitaovana tsara izay tsy azo sarahina mihitsy amin'ny alalan'ny teknika mahazatra..

5

FAMPIHARANA NY FEHIKIBON'NY TRIBOELECTROSTATIC BELT

Fly Ash

Ny teknolojian'ny fisintonana triboelectrostatika dia nampiharina voalohany tamin'ny fikarakarana lambam-baravarana fisintonana arintany. 1995. Ho an'ilay rindranasan'ny lasa lamaody, Nahomby ny teknolojia tamin'ny fanasarahana ireo singan'ny karbôna amin'ny fiparitahan'ny arintany tsy feno., avy amin' ny glassy aluminosilicate mineraly particles ao amin' ny manidina lavenona. Fitaovana ny teknolojia mba ahafahana mamerina ny flyash mineraly‐manankarena ho solon'ny simenitra amin'ny famokarana simenitra.. Hatramin' ny 1995, 19 Niasa tany Etazonia ireo mpisintaka triboelectrostaticstatics, Kanada, Angletera, ary Polonina, mikirakira ny fikarakarana. 1,000,000 Lapoaly an-taonina isan-taona.. Any Azia ihany koa ny teknolojia miaraka amin'ny mpampisaraka voalohany napetraka ao Korea Atsimo amin'ity taona ity. Ny tantaran' ny lalan ny lavenona ny fisarahana dia voatanisa eo amin' ny Latabatra 1.

table 3. Ohatra, Fisarahana mineraly amin'ny alalan'ny fampiasana fetabobolana triboelectrostatic belt separation

Naseho mba hahazoana tombony azo avy amin'ny fifangaroan'ny mineraly maro. Koa satria afaka mikirakira fitaovana amin'ny haben'ny singany ny mpampiantrano. 300 μm to less than 1 μm, ary mahomby amin'ny fanevatevana sy ny fitaovam-pitaovam-pitarika ny fisarahana amin'ny triboel, Ny teknolojia dia manitatra ny karazana fitaovana azo ampiharina amin'ireo mpametaveta herinaratra mahazatra.. Since the triboelectrostatic process is entirely dry, Manafoana ny filàna fanamainana ara-nofo sy ranon-javatra avy amin'ny fizotran'ny fikorianan'ny rano izany..

SARAN'NY FISARAHANA ARA-TSIANSA

Fampitahana ny zana - kazo mahazatra ho an'i Barite

Ny STET no nirahin'ny STET ny fanadihadiana fampitahana ary notarihan'i Soutex Inc. Orinasa injeniera ao Québec Kanadà ny Soutex, manana traikefa betsaka amin'ny fisintonana sy ny fizotran'ny fisintahana amin'ny herinaratra ary ny famolavolana. The study compared the capital and operating costs of triboelectrostatic belt separation process to conventional froth flotation for the beneficiation of a low‐grade barite ore. Samy manatsara ny fetran'ny fanesorana ny hakitroky ny tany ireo teknolojia roa ireo, mainly quartz, Hamokatra Ivontoerana Amerikana Momba ny Solitany (API) Fefy vy naoty miaraka amin'ny SG lehibe kokoa noho ny SG 4.2 g/ml. Flotation results were based on pilot plant studies conducted by the Indian National Mettalurgical Laboratory “NML (2004)”. Nifototra tamin'ny fikarohana momba ny zavamaniry ny fehikibon'ny triboelectrostaticstatika, tamin'ny alalan'ny fampiasana voan - javamaniry mitovy amin'izany. Anisan'ny fikarohana ara-toekarena ny fampandrosoana ny flowsheet, Fifandanjana ara-materialy sy angovo., major equipment sizing and quotation for both flotation and triboelectrostatic belt separation processes. Mitovy ny fototry ny flowsheets roa, fikirakirana 200,000 T/y amin'ny famahanana ny SG 3.78 mamokatra 148,000 T/y amin'ny famatsiana vokatra amin'ny ambaratoko amin'ny alalan'ny SG 4.21 g/ml. Tsy tafiditra tao anatin'ny tombatombana momba ny fiakaran'ny rano ny fandaniana amin'ny ranon'ny fikarakarana., Na fitsaboana rano..

Soutex no naterak'i Soutex ho an'ny fizotran'ny fiakaran'ny tafontrano (Figure 6), ary ny fizotran'ny fisintonana triboelectrostatistatistatista (Figure 7).

8

Figure 6 Dingan'ny fikorianan'ny ranon-kazo barite

9

Figure 7 Barite triboelectrostatic belt separation dingana fisintahana

Tsy tafiditra ao anatin'ireo flowsheets ireo ny rafitra manta manta., Izay mahazatra ny teknolojia roa.. Vita amin'ny alalan'ny fampiasana fitotoam-bato mando miaraka amin'ny kilasin'ny rivodoza ny famahanana ny tranga fikorianan'ny rano.. Vita amin'ny alalan'ny fampiasana maina ny famahanana ny fetam-pisintonana, Fitotoam-bato mitsangana miaraka amin'ny kilasy fahavitrihana ao anatiny.

Tsotra kokoa noho ny fikorianan'ny rano ny fehikibon'ny triboelectrostatika. Triboelectostatic belt separation is achieved in a single stage without the addition of any chemical reagents, compared to three‐stage flotation with oleic acid used as a collector for barite and sodium silicate as a depressant for the silica gangue. Ampidirina ho toy ny fitsinjarana ny trangam-pisotroana matevina ihany koa ny voninkazo iray.. Tsy ilaina ny fanambaniana sy ny fanamainana mba hisarahana amin'ny fehin-teboka triboel, Raha oharina amin'ireo matevina., tsindry manivana, ary ireo fanamainana mihodinkodina ilaina amin'ny fizotran'ny fikorianan'ny rano..

10

TOKO SY ANDININY

1.Jamba, P & Dion‐Ortega, A (2013) Avo sy Maina, CIM Magazine, Vol. 8, tsy misy. 4, p. 48‐51.

2.Loholona, J. & Yan, E (2003) eForce.‐ Newest generation of electrostatic separator for the minerals sands industry, Fihaonamben'ny Mineraly Mavesatra, Johannesburg, Ivontoerana Afrikana Tatsimo momba ny Fitrandrahana sy ny Metallurgy.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Avereno jerena ny fomba fisarahan'ny herinaratra, Fizarana 1: fototra lafiny, mineraly & Metallurgical Processing, Vol 17, tsy misy. 1 p 23 - 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Avereno jerena ny fomba fisarahan'ny herinaratra, Fizarana 2: Fiheverana azo ampiharina, mineraly & Metallurgical Processing, Vol 17, tsy misy. 1 pp 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Potash, Toko ao amin'ny Zava -misy sy Olana Mineraly: 1985 Fanontana, Biraon'ny Fitrandrahana Harato Amerikana, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Fisarahana amin'ny taharo Fototra, Paty Amerikanina # 3,885,673.

7.Brands, L, Beier, P, & Stahl, I (2005) Electrostatic Separation, Wiley‐VCH verlag, GmbH & Co.

8.Fraas, F (1962) Fisarahana elektronika amin'ny fitaovana Granular, Biraon'ny Fitrandrahana Harerato Amerikana, Bulletin 603.

9.Fraas, F (1964), Fisintonana mineraly ho an'ny fisarahana amin'ny herinaratra, Patent Amerikana 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Anton'ny fanomanana izay miantraika amin'ny fahombazana amin'ny fisarahana amin'ny herinaratra, Fisarahan'ny herinaratra sy ny herinaratra, Vol 8 pp 161‐173.

11.Inculet, I (1984) Fisarahan'ny mineraly elektronika, Elektronika sy Fampiharana Elektronika, Fikarohana Momba ny Fikarohana, Ltd, John Wiley & Zanakalahy, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free‐Fall Electrostatic Separation of Phosphate and Calcite Particles, Laboratoara Fikarohana Harena An-kibon'ny Tany, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, sy 3038, boky 212, Tatitry ny Fivoarana.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Pneumatic Transport, Fanohanana ara-pôlitika ho an'ny indostrian'ny Florida Phosphate, Ivon - toerana Floride Momba ny Fikarohana Momba ny Fôsfera, Tsia. 02‐149‐201, Desambra.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Vesatra triboelectric, Ny fananana elektronika sy ny fahafahan'ny herinaratra mahazoana tombony amin'ny herinaratra, dia ny feldspar, Quartz, sy Wollastonite, Fisarahan'ny herinaratra sy ny herinaratra, Vol 11, no 1‐2 pp 9‐32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Misy vokany eo amin'ny fisarahan'ny zircon sy ny fitsipika ny herin'ny zircon sy ny fitsipika, Ny Fihaonambe Iraisam-pirenena Faha-6, Ivontoerana Afrikana Tatsimo momba ny Fitrandrahana sy ny Metallurgy.

16.Celik, M sy Yasar, E (1995) Ny vokatry ny maripàna sy ny fahalotoana amin'ny fisarahana amin'ny fitaovana elektronika amin'ny fitaovana boron, Mineraly Harena An - kintana, Vol. 8, tsy misy. 7, p. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Notes on Drying for Electrostatic Separation of Particles, AIME Tec. Pub 2257, Novambra.

18.NML (2004) Fanomezana tombony ho an'ny ambaratonga ambany (Vokatry ny toby famokarana vonjy afo), Tatitra farany, Laboratoara Nasionaly Momba ny Metaly, Jamshedpur India, 831 007

13