Applikazzjonijiet li qed jespandi fil-separazzjoni Triboelectric xott ta ' minerali

Applikazzjonijiet li Jespandu f'Triboelettrika Niexfa

Separazzjoni tal-Minerali

James D. Bittner, Kyle P. Flynn, u Frank J. Rach

ST Tagħmir & Technology LLC, Needham Massachusetts 02494 USA

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

ASTRATTI

ST Tagħmir & teknoloġija, LLC (STET) żviluppat sistema ta' pproċessar ibbażata fuq separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku li tipprovdi lill-industrija tal-ipproċessar tal-minerali mezz biex tipperimizza materjali fini b'teknoloġija kompletament niexfa. B'kuntrast ma' proċessi oħra ta' separazzjoni elettrostatika li huma tipikament limitati għal partikoli akbar minn 75μm fid-daqs, is-separatur tal-triboelectric taċ-ċinturin huwa idealment adatta għas-separazzjoni ta ' rqaq ħafna (<1μm) għal moderat oħxon (300μm) partiċelli bi throughput għoli ħafna. Is-separazzjoni f'diversi stadji b'effiċjenza għolja permezz ta 'ċċarġjar / iċċarġjar intern u riċiklaġġ tirriżulta f'separazzjonijiet ferm superjuri li jistgħu jinkisbu b'separatur triboelettrostatiku konvenzjonali bi stadju wieħed ħieles - fall. It-teknoloġija tas-separatur taċ-ċinturin triboelettriku ntużat biex tissepara firxa wiesgħa ta' materjali inklużi taħlitiet ta' aluminosilicates/karbonju tal-ħġieġ, calcite/tal-kwarz, terra/manjeżju, u barit/kwarz. Paragun ekonomiku tal-użu tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku kontra l-flotazzjoni konvenzjonali għall-barit / is-separazzjoni tal-kwarz turi l-vantaġġi tal-ipproċessar niexef għall-minerali.

Kliem ewlieni: Minerali, separazzjoni xotta, Tajn, iċċarġjar triboelettrostatiku, is-separatur tal-Belt, irmied li jtir

INTRODUZZJONI

In-nuqqas ta ' aċċess għall-ilma frisk qiegħed isir fattur prinċipali li jaffettwa l-vijabilità tal-proġetti tal-minjieri madwar id-dinja. Skond Hubert Fleming, ex Direttur globali għall-sportell tal ilma, "L-proġetti tal-minjieri kollha fid-dinja li jew ġew imwaqqfa jew battiet matul is-sena fil-passat, kienet, fi kważi 100% tal-każijiet, ir-riżultat ta ' l-ilma, jew direttament jew indirettament" Blin (2013). Metodi ta 'proċessar minerali niexfa joffru soluzzjoni għal din il-problema imminenti.

Metodi ta' separazzjoni mxarrba bħall-flotazzjoni tar-ragħwa jeħtieġu ż-żieda ta' reaġenti kimiċi li għandhom jiġu mmaniġġjati b'mod sikur u mormija b'mod ambjentalment responsabbli. Inevitabbilment mhuwiex possibbli li wieħed jopera miegħu 100% riċiklaġġ tal-ilma, li jeħtieġ ir-rimi ta' mill-inqas porzjon tal-ilma tal-proċess, li x'aktarx ikun fihom ammonti ta' traċċi ta' reaġenti kimiċi.

Nixxef metodi bħal separazzjoni elettrostatiċi telimina l-ħtieġa għall-ilma frisk, u joffru l-potenzjal li jnaqqsu l-ispejjeż. Waħda mill-aktar żviluppi ġodda promettenti fis-separazzjonijiet minerali niexfa hija s-separatur taċ-ċinturin triboelettrostatiku. Din it-teknoloġija tkun estiża l-medda ta ' daqs tal-partikoli għall-partiċelli iktar preċiż minn separazzjoni elettrostatiku konvenzjonali teknoloġiji, fil-medda fejn jitilgħu biss kellu suċċess fil-passat.

1

Il-figura 2. Dettall taż-żona ta' separazzjoni

Il-pro Ċess huwa kompletament niexef, jeħtieġ l-ebda materjal addizzjonali u ma jipproduċi l-ebda ilma mormi jew emissjonijiet tal-arja. Fil-ka ż ta ' karbonju minn separazzjonijiet ta ' rmied ta ' titjir, il-materjali rkuprati jikkonsistu f ' irmied irqiq imnaqqas f ' kontenut ta ' karbonju għal livelli adattati għall-użu bħala taħlita pozzolananic f ' konkrit, u l-frazzjoni tal-karbonju għoli li jista ' jiġi rrekordjat fuq l-elettriku li jiġġenera tal-pjanti. Użu ta ' żewġ nixxigħat prodott jipprovdi a 100% soluzzjoni għall-problemi ta ' rimi ta ' rmied.

Is-separatur taċ-ċinturin triboelettrostatiku huwa relattivament kompatt. Magna disinjata biex tipproċessa 40 tunnellati fis-siegħa hija bejn wieħed u ieħor 9.1 il-meters (30 ft) twil, 1.7 il-meters (5.5 FT.) wiesgħa u 3.2 il-meters (10.5 FT.) għoli. Il-bilan ċ tal-impjant meħtieġ jikkonsisti f ' sistemi li jwasslu materjal niexef lejn u mis-separatur. Il-kompattezza tas-sistema tippermetti l-flessibbiltà fid-disinni tal-installazzjoni.

Il-figura 3. Separatur taċ-ċinturin triboelettrostatiku kummerċjali

Tqabbil ma' proċessi oħra ta' separazzjoni elettrostatika

It-teknoloġija tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku tespandi ħafna l-firxa ta 'materjali li jistgħu jiġu benefiċjati minn proċessi elettrostatiċi. Il-proċessi elettrostatiċi l-aktar użati komunement jiddependu fuq differenzi fil-konduttività elettrika tal-materjali li għandhom jiġu separati. F'dawn il-proċessi, il-materjal għandu jikkuntattja tanbur jew pjanċa ertjata tipikament wara li l-partiċelli tal-materjal jiġu ċċarġjati b'mod negattiv minn skariku tal-korona jonizzazzjoni. Materjali konduttivi jitilfu l-ħlas tagħhom malajr u jintefgħu mit-tanbur. Il-materjal mhux konduttiv ikompli jiġi attirat mit-tanbur minn meta

3

iċ-ċarġ jinħela aktar bil-mod u jaqa 'jew jiġi brushed mit-tanbur wara s-separazzjoni mill-materjal konduttiv. Dawn il-proċessi huma limitati fil-kapaċità minħabba l-kuntatt meħtieġ ta' kull partiċella mat-tanbur jew il-pjanċa. L-effettività ta 'dawn il-proċessi ta' ċċarġjar ta 'kuntatt huma limitati wkoll għal partiċelli ta' 100 μm jew akbar fid-daqs kemm minħabba l-ħtieġa li tikkuntattja l-pjanċa ertjata kif ukoll id-dinamika meħtieġa tal-fluss tal-partiċelli. Partiċelli ta 'daqsijiet differenti se jkollhom ukoll dinamika ta' fluss differenti minħabba effetti inerzjali u jirriżultaw f'separazzjoni degradata. Id-dijagramma li ġejja (Il-figura 4) juri l-karatteristiċi fundamentali ta 'dan it-tip ta' separatur.

Il-figura 4. Separatur elettrostatiku tad-drum "Elder (2003)"

Separazzjonijiet triboelettrotiċi mhumiex limitati għas-separazzjoni tal-konduttivi / materjali mhux konduttivi iżda jiddependu fuq il-fenomenu magħruf sew tat-trasferiment ta 'ċarġ b'kuntatt frizzjonali ta' materjali ma 'kimika tal-wiċċ differenti. Dan il-fenomenu ilu jintuża fi proċessi ta 'separazzjoni ta' "waqgħa ħielsa" għal għexieren ta 'snin. Proċess bħal dan huwa muri fil-Figura 5. Komponenti ta' taħlita ta' partiċelli l-ewwel jiżviluppaw ċarġijiet differenti b'kuntatt jew ma' superfiċje tal-metall, jew b'partiċella għal kuntatt ta' partiċelli f'mezz ta' alimentazzjoni tas-sodda fluwidizzat. Hekk kif il-partiċelli jaqgħu mill-kamp elettriku fiż-żona tal-elettrodu, it-trajettorja ta 'kull partiċella hija deflected lejn l-elettrodu ta' ċarġ oppost. Wara ċerta distanza, il-kontenituri tal-ġbir jintużaw biex jisseparaw il-flussi. Installazzjonijiet tipiċi jeħtieġu stadji multipli ta' separatur b'riċiklaġġ ta' frazzjoni ta' middling. Xi apparati jużaw fluss kostanti ta 'gass biex jgħinu fit-twassil tal-partiċelli fiż-żona ta' l-elettrodu.

4

Il-figura 5. Separatur triboelettrostatiku "waqgħa ħielsa"

Dan it-tip ta 'separatur ta' waqgħa ħielsa għandu wkoll limitazzjonijiet fid-daqs tal-partiċella tal-materjal li jista 'jiġi pproċessat. Il-fluss fiż-żona ta' l-elettrodu għandu jkun ikkontrollat biex jimminimizza t-turbulenza sabiex tiġi evitata l-"smearing" tas-separazzjoni. It-trajettorja tal-partiċelli fini hija aktar effettwata mit-turbulenza peress li l-forzi aerodinamiċi tat-tkaxkir fuq partiċelli fini huma ħafna akbar mill-forzi gravitazzjonali u elettrostatiċi. Il-partiċelli fini ħafna wkoll għandhom it-tendenza li jiġbru fuq l-uċuħ tal-elettrodu u għandhom jitneħħew b'xi metodu. Partiċelli ta' inqas minn 75 μm ma jistax jiġi sseparat b'mod effettiv.

Limitazzjoni oħra hija li t-tagħbija tal-partiċelli fiż-żona tal-elettrodu għandha tkun baxxa biex tevita l-effetti tal-iċċarġjar tal-ispazju, liema limitu tar-rata ta' l-ipproċessar. Materjal li jgħaddi miż-żona tal-elettrodu jirriżulta b'mod inerenti f'separazzjoni fi stadju wieħed, peress li m'hemm l-ebda possibbiltà għall-iċċarġjar mill-ġdid tal-partiċelli. Għalhekk, multi‐stage systems are required for improving the degree of separation including re‐charging of the material by subsequent contact with a charging device. The resulting equipment volume and complexity increases accordingly.

In contrast to the other available electrostatic separation processes, the triboelectrostatic belt separator is ideally suited for separation of very fine (<1 μm) għal moderat oħxon (300μm) materials with very high throughputs. The triboelectric particle charging is effective for a wide range of materials and only requires particle – particle contact. Id-distakk żgħir, high electric field, fluss tal-kurrent tal-kontro, vigorous particle‐particle agitation and self‐cleaning action of the belt on the electrodes are the critical features of the separator. The high efficiency multi‐stage separation through charging / l-iċċarġjar mill-ġdid u r-riċiklaġġ intern jirriżulta f'separazzjonijiet ferm superjuri u huwa effettiv fuq materjali fini li ma jistgħux jiġu separati mit-tekniki konvenzjonali.

5

APPLIKAZZJONIJIET TA' SEPARAZZJONI TAĊ-ĊINTURIN TRIBOELETTROSTATIKU

fly Irmied

It-teknoloġija tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku ġiet applikata għall-ewwel darba industrijalment għall-ipproċessar ta 'rmied li jtir tal-kombustjoni tal-faħam 1995. Għall-applikazzjoni tal-irmied li jtir, it-teknoloġija kienet effettiva fis-separazzjoni tal-partiċelli tal-karbonju mill-kombustjoni mhux kompluta tal-faħam, mill-partikoli minerali tal-aluminosilikat tal-qishom fl-irmied irqiq. It-teknoloġija kienet strumentali biex tippermetti r-riċiklaġġ tal-flyash rikk fil-minerali bħala sostitut tas-siment fil-produzzjoni tal-konkrit. Ladarba 1995, 19 is-separaturi taċ-ċinturin triboelettrostatiku ilhom joperaw fl-Istati Uniti, Kanada, Renju unit, u l-Polonja, l-ipproċessar fuq 1,000,000 tunnellati ta' rmied li jtir kull sena. It-teknoloġija issa tinsab ukoll fl-Asja bl-ewwel separatur installat fil-Korea t'Isfel din is-sena. L-istorja industrijali tas-separazzjoni tal-irmied li jtir hija elenkata fit-Tabella 1.

Tabella 3. Eżempji, separazzjonijiet minerali bl-użu ta' separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku

L-użu tas-separatur taċ-ċinturin triboelettrostatiku ntwera li effettivament jibbenefika ħafna taħlitiet minerali. Peress li s-separatur jista 'jipproċessa materjali b'daqsijiet ta' partiċelli minn madwar 300 μm sa inqas minn 1 μm, u s-separazzjoni triboelettrostatika hija effettiva kemm għall-materjali iżolanti kif ukoll għall-konduttivi, it-teknoloġija testendi ħafna l-firxa ta' materjal applikabbli fuq separaturi elettrostatiċi konvenzjonali. Peress li l-proċess triboelettrostatiku huwa kompletament niexef, l-użu tiegħu jelimina l-ħtieġa għat-tnixxif tal-materjal u l-immaniġġjar tal-iskart likwidu mill-proċessi tal-flotazzjoni.

SPIŻA TAS-SEPARAZZJONI TAĊ-ĊINTURIN TRIBOELETTROSTATIKU

Paragun mal-Flotation Konvenzjonali għall-Barite

Studju komparattiv dwar l-ispejjeż ġie kkummissjonat minn STET u mwettaq minn Soutex Inc. Soutex hija kumpanija tal-inġinerija bbażata fil-Quebec Canada b'esperjenza estensiva kemm fl-evalwazzjoni u d-disinn tal-proċess ta 'flotazzjoni mxarrba kif ukoll ta' separazzjoni elettrostatika. L-istudju qabbel l-ispejjeż tal-kapital u tal-operat tal-proċess ta 'separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku mal-flotazzjoni konvenzjonali tar-ragħwa għall-benefiċjazzjoni ta' mineral barit ta 'grad baxx. Iż-żewġ teknoloġiji jaġġornaw il-barit bit-tneħħija ta 'solidi ta' densità baxxa, prinċipalment il-kwarz, biex tipproduċi Istitut Amerikan tal-Petroleum (API) barite grad tħaffir ma SG akbar minn 4.2 g/ml. Ir- riżultati ta ' l- influwenza kienu bbażati fuq studji pilota dwar il- pjanti li saru mil- Laboratorju Metroloġiku Nazzjonali Indjan "NML (2004)". Ir-riżultati tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku kienu bbażati fuq studji pilota tal-pjanti bl-użu ta 'minerali simili tal-għalf. L-istudju ekonomiku komparattiv inkluda l-iżvilupp tas-saħħa tal-flussi, bilanċi tal-materjal u l-enerġija, id-daqs u l-kwotazzjoni tat-tagħmir maġġuri kemm għall-proċessi ta 'separazzjoni taċ-ċinturini flotazzjoni kif ukoll għal dawk triboelettrostatiċi. Il-bażi għaż-żewġ flowheets hija l-istess, Ipproċessar 200,000 t/y ta' għalf tal-barit b'SG 3.78 biex jiġu prodotti 148,000 t/y ta ' prodott barit grad tat-tħaffir ma ' SG 4.21 g/ml. L-istima tal-proċess tal-flotazzjoni ma kienet tinkludi l-ebda spiża għall-ilma tal-proċess, jew trattament tal-ilma.

Flowsheets ġew iġġenerati minn Soutex għall-proċess ta 'flotazzjoni barite (Il-figura 6), u proċess ta ' separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku (Il-figura 7).

8

Il-figura 6 Il-flowheet tal-proċess tal-flotazzjoni tal-barit

9

Il-figura 7 Kanal tal-proċess tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku barite

Dawn il-flowheets ma jinkludux sistema ta' tgħaffiġ tal-minerali mhux maħduma, li huwa komuni għaż-żewġ teknoloġiji. It-tħin tal-għalf għall-kaxxa tal-flotazzjoni jitwettaq bl-użu ta 'mitħna tal-ballun tal-polpa mxarrba bi klassifikatur taċ-ċiklun. It-tħin tal-għalf għall-kaxxa tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatika jitwettaq bl-użu ta 'dry, mitħna tar-romblu vertikali bi klassifikatur dinamiku integrali.

Il-flowheet tas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatiku huwa aktar sempliċi mill-flotazzjoni. Is-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettostatiku tinkiseb fi stadju wieħed mingħajr iż-żieda ta' xi reaġenti kimiċi, meta mqabbel ma 'flotazzjoni fi tliet stadji b'aċidu olejku użat bħala kollettur għall-barit u silikat tas-sodju bħala depressant għall-gangue tas-silika. Flocculant huwa miżjud ukoll bħala reaġent għat-tħaxxin fil-kaxxa tal-flotazzjoni tal-barit. L-ebda tagħmir għat-tneħħija tal-ilma u għat-tnixxif mhu meħtieġ għas-separazzjoni taċ-ċinturin triboelettrostatika, meta mqabbel ma 'sustanzi li jħaxxnu, preses tal-filtru, u nixxiefa rotatorji meħtieġa għall-proċess tal-flotazzjoni tal-barit.

10

REFERENZI

1.Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Għoli u Niexef, Rivista CIM, Vol. 8, Le. 4, Pp. 48‐51.

2.Presbiteru, J. & Yan, E (2003) eForce.‐ L-aktar ġenerazzjoni ġdida ta 'separatur elettrostatiku għall-industrija tar-ramel tal-minerali, Konferenza dwar il-Minerali Tqal, Johannesburg, Istitut ta 'l-Afrika t'Isfel tal-Minjieri u l-Metallurġija.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Reviżjoni tal-Metodi ta 'Separazzjoni Elettrika, Parti 1: Aspetti fundamentali, minerali & Ipproċessar Metallurġiku, Vol 17, Le. 1 Pp 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Reviżjoni tal-Metodi ta 'Separazzjoni Elettrika, Parti 2: Konsiderazzjonijiet Prattiċi, minerali & Ipproċessar Metallurġiku, Vol 17, Le. 1 pp 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Potaxx, Kapitolu f'Fatti u Problemi Minerali: 1985 Edizzjoni, Uffiċċju tal-Minjieri tal-Istati Uniti, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Separazzjoni Elettrostatika tal-Minerali potaxx, Privattiva tal-Istati Uniti # 3,885,673.

7.Marki, L, Birra, P, & Stahl, I (2005) Separazzjoni Elettrostatika, Wiley‐VCH verlag, Gmbh & Ko.

8.Fraas, F (1962) Separazzjoni elettrostatika ta 'Materjali Granulari, Uffiċċju tal-Minjieri tal-Istati Uniti, Bullettin 603.

9.Fraas, F (1964), Trattament minn qabel ta' minerali għas-separazzjoni elettrostatika, Privattiva tal-Istati Uniti 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Fatturi ta' preparazzjoni tal-għalf li jaffettwaw l-effiċjenza tas-separazzjoni elettrostatika, Separazzjoni Manjetika u Elettrika, Vol 8 pp 161-173.

11.Inculet, I (1984) Separazzjoni Minerali Elettrostatika, Elettrostatiċi u Serje ta 'Applikazzjonijiet Elettrostatiċi, Riċerka Studji Press, Ltd, John Wiley & Ulied, Inc.

12.Festi, D (1966) Separazzjoni Elettrostatika ta 'Waqgħa Ħielsa ta' Partiċelli tal-Fosfat u l-Kalċita, Laboratorju tar-Riċerka dwar il-Minerali, Nri tal-Laboratorju. 1869, 1890, 1985, 3021, u l- 3038, Ktieb 212, Rapport ta' Progress.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Trasport Pnewmatiku, Benefiċjazzjoni Triboelettrika għall-Industrija tal-Fosfat ta 'Florida, Istitut ta 'Florida tar-Riċerka dwar il-Fosfat, Nru tal-Pubblikazzjoni. 02‐149‐201, Diċembru.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Ħlas Triboelettriku, Proprjetajiet elettrofiżiċi u Potenzjal ta 'Benefiċjazzjoni Elettrika ta' Feldspar Trattat Kimikament, Kwarz, u Wollastonite, Separazzjoni Manjetika u Elettrika, Vol 11, nru 1-2 pp 9-32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Influwenza tal-effetti tal-wiċċ fuq is-separazzjoni elettrostatika taż-żirkon u tar-rutile, Is-Sitt Konferenza Internazzjonali dwar il-Minerali Tqal, L-Istitut tan-Nofsinhar tal-Afrika tal-Minjieri u l-Metallurġija.

16.Celik, M u Yasar, E (1995) Effetti tat-Temperatura u l-Impuritajiet fuq is-Separazzjoni Elettrostatika tal-Materjali tal-Boron, Inġinerija minerali, Vol. 8, Le. 7, Pp. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Noti dwar it-Tnixxif għas-Separazzjoni Elettrostatika ta ' Partiċelli, AIME Tec. Pub 2257, Novembru.

18.NML (2004) Benefiċjazzjoni ta' grad baxx grad barit (riżultati pilota tal-pjanti), Rapport Finali, Laboratorju Metallurġiku Nazzjonali, Jamshedpur Indja, 831 007

13