Rozszerzanie aplikacji w suchej separacji Triboelectric minerałów

Rozbudowa aplikacji w suchym Triboelectric

Separacja minerałów

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

Sprzęt do ST & Technologia LLC, Needham, Massachusetts 02494 STANY ZJEDNOCZONE AMERYKI

Tel: +1‐ 781 ‐ 972 ‐ 2300, Adres e-mail: jbittner@titanamerica.com

ABSTRAKCJA

Sprzęt do ST & Technologia, LLC (STET) opracowała system przetwarzania opartego na triboelektrostatycznej separacji pasów, który zapewnia przemysłowi przetwórstwa mineralnego środki do wzbogacania cienkich materiałów w całkowicie suchą technologię. W odróżnieniu od innych elektrostatycznych procesów separacji, które są zazwyczaj ograniczone do cząstek większych niż 75 μm w rozmiarze, Separator taśmowy tryboelektryczny idealnie nadaje się do oddzielania bardzo drobnych (<1Μm) do umiarkowanie grubej (300Μm) cząstek o bardzo dużej przepustowości. Wysoka sprawność wieloetapowa separacja dzięki wewnętrznemu ładowaniu/doładowaniu i recyklingowi zapewnia znacznie lepsze separacje, które można osiągnąć za pomocą konwencjonalnego Jednopunktowego separatora trójboelektrostatycznego. Technologia separator tryboelektryczny pasa stosuje się do oddzielenia szerokiej gamy materiałów, włącznie z mieszankami szklisty glinokrzemianów węglowe, Kalcyt/kwarc, Talk/magnezyt, i barytu/kwarc. Ekonomiczne porównanie stosowania triboelektrostatycznej separacji pasów w porównaniu z konwencjonalną flotacją dla barytu / kwarc separacji przedstawia zalety suchej przetwarzanie minerałów.

Słowa kluczowe: minerały, suchej separacji, baryt, tryboelektrostatyczne ładowanie, pasek separatora, popioły

WPROWADZENIE

Brak dostępu do świeżej wody staje się głównym czynnikiem wpływającym na możliwości wyszukiwania projektów na całym świecie. Według Huberta Fleming, były dyrektor globalnego dla kreskowania wody, "Z wszystkich projektów górniczych na świecie, które albo zostały zatrzymane lub zwolnił w ubiegłym roku, to było, w prawie 100% przypadków, w wyniku wody, bezpośrednio lub pośrednio "Blin (2013). Metody suchej krusząco oferują rozwiązanie tego problemu zbliża.

Separacji mokrej metody takie jak piany flotacji wymaga dodawania odczynników chemicznych, które muszą być bezpiecznie przeładowywane i usunięte w sposób bezpieczny dla środowiska. Nieuchronnie nie jest możliwe, aby współpracować z 100% recykling wody, konieczności dysponowania co najmniej część wody technologicznej, prawdopodobnie zawierających śladowe ilości odczynników chemicznych.

Suchych metod, takich jak elektrostatycznej separacji wyeliminuje potrzebę świeżej wody, i oferują możliwość zmniejszenia kosztów. Jednym z najbardziej obiecujących zmian w suchych separacjach mineralnych jest triboelektrostatyczny separator taśmowy. Technologia ta ma rozszerzone spektrum wielkości cząstek do drobniejsze cząstki niż konwencjonalne elektrostatycznej separacji technologii, w zakresie, gdzie tylko flotacji odniosły sukces w przeszłości.

1

Postać 2. Wszystko Oddzielenie strefy

Proces ten jest całkowicie suchy, wymaga nie dodatkowych materiałów i daje nie odpadów emisji wodą lub powietrzem. W przypadku węgla z popiołu lotnego rozbarwień, Odzyskane materiały składają się z popiołów zredukowane w zawartości węgla do poziomów, które nadaje się do użytku jako pucolanowy domieszki do betonów, i frakcji węgla, które mogą być spalane na energię elektryczną generowania roślin. Wykorzystanie obu strumieni produkt zapewnia 100% rozwiązanie problemów utylizacji popiołu lotnego.

Trójboelektrostatyczny separator taśmowy jest stosunkowo kompaktowy. Maszyny przeznaczone do przetwarzania 40 ton na godzinę jest około 9.1 metrów (30 FT) długie, 1.7 metrów (5.5 metrów.) szeroki i 3.2 metrów (10.5 metrów.) wysokie. Koniecznej równowagi roślin składa się z systemów przekazać suchy materiał do i z separatora. Zwartość systemu pozwala na elastyczność w projekty instalacji.

Postać 3. Triboelektrostatyczny separator taśmowy

Porównanie do innych procesów elektrostatycznej separacji

Tryboelektrostatyczna technologia separacji taśmy znacznie rozszerza zakres materiałów, które mogą być wzbogacone przez procesy elektrostatyczne. Najbardziej powszechnie stosowane procesy elektrostatyczne opierają się na różnice w przewodności elektrycznej materiałów być oddzielone. W tych procesach, materiał należy skontaktować się z uziemionego bębna lub płyta zazwyczaj po materiał, którym cząstki są naładowane ujemnie przez jonizującego Wyładowanie koronowe. Materiały przewodzące straci ich za szybko i być wyrzucony z bębna. Materiał nieprzewodzący nadal przyciąga do bębna od

3

będzie się rozpraszać wolniej i spadnie lub będzie szczotkowany z bębna po oddzieleniu od materiału przewodzącego. Procesy te są ograniczone w zdolności ze względu na wymagany kontakt każda cząstka do bębna lub płyty. Skuteczność tych kontakt ładowania procesy są również ograniczone do cząstek o 100 μm lub większy rozmiar ze względu na potrzebę kontaktu z uziemioną płytą i wymaganą dynamiką przepływu cząstek. Cząstek o różnych rozmiarach także mają różne przepływu dynamics z powodu efektów bezwładności i spowoduje oddzielenie zdegradowanych. Poniższy diagram (Postać 4) przedstawia podstawowe cechy tego typu separatora.

Postać 4. Separator elektrostatyczny bębna "starszy (2003)"

Separacje triboelektrostatyczne nie ograniczają się do oddzielania / materiałów nieprzewodzących, ale zależą od znanego zjawiska transferu ładunku przez tarcia styku materiałów z chemii powierzchni niepodobne. Zjawisko to zostało użyte w procesach separacji "swobodnego upadku" od dziesięcioleci. Taki proces przedstawiono na rysunku 5. Składniki mieszaniny cząstek najpierw opracować różnych opłat przez kontakt z powierzchni metalu, lub przez kontakt z cząstek do cząstek w fluidyzacyjne, urządzenie do karmienia. Jak cząstki mieszczą się przez pole elektryczne w strefie elektrody, każda cząstka trajektorii jest odbite w kierunku elektrody naprzeciwko opłat. Po pewnej odległości, pojemniki są zatrudnieni do oddzielnych strumieni. Typowe instalacje wymagają wielu etapach separatora z recyklingu frakcji półprodukt. Niektóre urządzenia Użyj stały strumień gazu do pomocy, do przenoszenia cząstek przez strefę elektrody.

4

Postać 5. Separator trójboelektrostatyczny "Free Fall"

Tego typu swobodnego spadania separator ma również ograniczenia w wielkości cząstek materiału, który może być przetwarzany. Przepływ wewnątrz strefy elektrody musi być kontrolowany w celu zminimalizowania turbulencji w celu uniknięcia "rozmazywanie" separacji. Trajektorii cząstek są bardziej dokonane przez turbulencje, ponieważ aerodynamiczne przeciągnij sił na drobne cząstki są znacznie większe od sił grawitacyjnych i elektrostatycznych. Bardzo drobne cząstki będą również tendencję do gromadzenia się na powierzchni elektrody i musi być usunięty przez niektóre metody. Cząstki o mniejszej niż 75 μm nie może być skutecznie oddzielony.

Innym ograniczeniem jest to, że partykuła ładowania w strefie elektrody musi być niska efekty przestrzeni bezpłatnie zapobiec, ograniczają szybkość przetwarzania. Przepuszczanie materiału przez strefę elektrody z natury prowadzi do jednostopniowego oddzielenia, ponieważ nie ma możliwości ponownego ładowania cząstek. W związku z tym, wielostopniowe systemy są wymagane do poprawy stopnia separacji, w tym ponownego ładowania materiału poprzez kolejny kontakt z urządzeniem ładującym. Sprzęt objętość i złożoności zwiększa odpowiednio.

W przeciwieństwie do innych procesów dostępne elektrostatycznej separacji, trójboelektrostatyczny separator taśmowy idealnie nadaje się do oddzielania bardzo drobnych (<1 Μm) do umiarkowanie grubej (300Μm) materiały o bardzo wysokiej przepustowości. Ładowania tryboelektryczny cząstek jest skuteczne dla szerokiej gamy materiałów i wymaga jedynie cząstek – cząstek kontakt. Mały odstęp, wysokie pole elektryczne, Licznik przepływu prądu, energiczne mieszanie cząstek cząstek i samoczyszczące działanie pasa na elektrodach są krytycznymi cechami separatora. Wysoka sprawność wieloetapowa separacja przez ładowanie / ładowania i wewnętrznego recyklingu skutkuje znacznie lepszy rozbarwień i jest skuteczny na wysokiej jakości materiałów, które nie mogą być oddzielone w ogóle za pomocą konwencjonalnych technik.

5

ZASTOSOWANIA TRIBOELEKTROSTATYCZNEGO ODDZIELANIA PASÓW

Popioły

Technika oddzielania pasów tryboelektrostatycznych została po raz pierwszy zastosowana przemysłowo do przetwarzania popiołu 1995. Dla aplikacji popiół lotny, Technologia była skuteczna w separacji cząstek węgla z niepełnego spalania węgla, od cząstek mineralnych Glinokrzemianowe szklisty w popiół lotny. Technologia ta odegrała zasadniczą rolę w umożliwieniu recyklingu nawierzchni popiołów lotnych bogatego w minerały jako zamiennika cementu w produkcji betonu. Od 1995, 19 tryboelektrostatyczne separatory taśmowe działają w USA, Kanada, WIELKA BRYTANIA, i w Polsce, przetwarzanie przez 1,000,000 ton rocznie popiołów.. Technologia jest teraz również w Azji z zainstalowanych w Korei Południowej, w tym roku pierwszy separator. Przemysłowe historia Popioły separacji jest wymieniony w tabeli 1.

Tabela 3. Przykłady, Separacja minerałów za pomocą triboelektrostatycznego oddzielania pasów

Wykazano, że stosowanie tryboelektrostatycznego separatora pasa do efektywnego wzbogacania wielu mieszanek mineralnych. Ponieważ separator może przetwarzać materiały z cząstek o rozmiarach od około 300 μm do mniej niż 1 Μm, i triboelektrostatyczna separacja jest skuteczna zarówno dla materiałów izolacyjnych, jak i przewodzących, Technologia znacznie rozszerza zakres zastosowanie materiału przez konwencjonalne separatory elektrostatyczne. Ponieważ proces tryboelektrostatyczny jest całkowicie suchy, Korzystanie z niej eliminuje konieczność stosowania materiału suszenie i odpady ciekłe, obsługi procesów flotacji.

KOSZT TRIBOELEKTROSTATYCZNEGO ODDZIELENIA PASÓW

Porównanie do konwencjonalnych flotacji dla Baryt

Porównanie kosztów został zlecony przez STET i prowadzone przez Soutex Inc. Soutex jest Kanada Quebec w oparciu engineering firmy z dużym doświadczeniem zarówno mokre flotacji i elektrostatycznej separacji proces oceny i projektowania. W badaniu porównano koszty kapitałowe i eksploatacyjne triboelektrostatycznego procesu separacji taśm do konwencjonalnej flotacji piany w celu wzbogacenia rudy barytu o niskiej jakości. Obie technologie uaktualnić barytu przez usuwanie ciał stałych o niskiej gęstości, głównie kwarc, do produkcji amerykański Instytut naftowy (API) wiercenia barytu klasy z SG większa niż 4.2 g/ml. Wyniki flotacji opierały się na badaniach pilotażowych prowadzonych przez indyjskie narodowe laboratorium Mettalurgiczne "NML (2004)". Triboelektrostatyczne wyniki separacji taśm opierały się na badaniach pilotażowych przy użyciu podobnych rud paszowych. Studium porównawcze gospodarczej zawarte flowsheet rozwoju, salda materiałów i energii, Główne rozmiary sprzętu i notowania dla procesów flotacji i triboelektrostatycznych separacji pasów. Podstawą obu arkuszach ruchu jest taka sama, przetwarzania 200,000 t/y barytu paszy z SG 3.78 do produkcji 148,000 t/y wiercenia klasy barytu produktów z SG 4.21 g/ml. Szacowanie procesu flotacji nie zawiera żadnych kosztów procesu wody, lub ścieków.

Arkuszach ruchu zostały wygenerowane przez Soutex dla procesu flotacji Baryt (Postać 6), i triboelektrostatyczny proces separacji taśmy (Postać 7).

8

Postać 6 Flowsheet procesu flotacji Baryt

9

Postać 7 Barite triboelektrostatyczny proces separacji taśmy przepływowej

Arkuszach ruchu tez nie zawierają rudy surowego kruszenia systemu, która jest wspólna dla obu technologii. Mielenie paszy w przypadku flotacji jest realizowane przy użyciu mokrej masy kulistego z cyklonem klasyfikatora. Szlifowanie posuwu w przypadku triboelektrostatycznej separacji pasa odbywa się za pomocą suchej, Wałek pionowy młyn z integralną klasyfikatora dynamiczne.

Triboelektrostatyczny przepływ separacji taśmy jest prostszy niż flotacja. Triboelectostatic separacji pasa uzyskuje się w jednym etapie bez dodawania żadnych odczynników chemicznych, w porównaniu do trzystopniowej flotacji kwasem oleinowym wykorzystywanego jako kolektor do barytu i krzemianu sodowego jako depresant na skał płonnych krzemionki. Flokulant jest również dodawane jako odczynnik do zagęszczenia, w przypadku flotacji Baryt. W przypadku triboelektrostatycznego oddzielania pasów nie są wymagane żadne urządzenia do odwadniania i suszenia, w porównaniu do zagęszczacze, prasy filtracyjne, i wymagane dla procesu flotacji barytu Suszarnie obrotowe.

10

REFERENCJE

1.Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Wysokie i suche, CIM Magazine, do.. 8, nie. 4, PP. 48‐ 51 w.

2.Starszy, J. & Yan, E (2003) eForce. ‐ Najnowsza generacja separatora elektrostatycznego dla przemysłu piasków minerałów, Minerały ciężkie konferencji, Johannesburg, Południowej Afryki Instytutu górnictwa i hutnictwa.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Przegląd metod separacji elektrycznej, Część 1: Podstawowe aspekty, Minerały & Metalurgicznych, do. 17, nie. 1 PP 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Przegląd metod separacji elektrycznej, Część 2: Względy praktyczne, Minerały & Metalurgicznych, do. 17, nie. 1 PP 139 ‐ 166.

5.Searls, J (1985) Potaż, Rozdział w mineralne fakty i problemy: 1985 Wydanie, Stany Zjednoczone Bureau of Mines, Washington DC.

6.Berthon, R & Buchara, M, (1975) Elektrostatycznej separacji potażu rud, United States Patent # 3,885,673.

7.Marek, L, Beier, P, & Stahl, Ja (2005) Elektrostatycznej separacji, Wiley ‐ VCH Verlag, GmbH & Co.

8.Fraas, F (1962) Elektrostatycznej separacji materiałów sypkich, US Bureau of Mines, Biuletyn 603.

9.Fraas, F (1964), Wstępnej obróbki minerałów dla elektrostatycznej separacji, US Patent 3,137,648.

10.Lindleya, K & Rowson, N (1997) Podawania preparatu czynniki wpływające na efektywność elektrostatycznej separacji, Separacji magnetycznej i elektrycznej, do. 8 PP 161 ‐ 173.

11.Inculet, Ja (1984) Elektrostatycznej separacji mineralne, Elektrostatyki i elektrostatyczne aplikacje serii, Badania badania prasy, Ltd, John Wiley & Synowie, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free ‐ Fall elektrostatyczne oddzielenie fosforanów i cząstek kalcytu, Laboratorium badań minerałów, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, i 3038, książki 212, Sprawozdanie z postępu prac.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Transport pneumatyczny, Wzbogacanie tryboelektryczny dla przemysłu fosforan Florida, Florida Institute fosforan badań, Publikacja nr. 02‐ 149 ‐ 201, Grudnia.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Tryboelektryczny bezpłatnie, Elektrofizyczne właściwości i elektryczne wzbogacanie potencjalnych z chemicznie traktowane skaleń, Kwarc, wollastonite, Separacji magnetycznej i elektrycznej, do. 11, Nr 1 ‐ 2 PP 9 ‐ 32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Wpływ efektów wizualnych na separacja elektrostatyczna cyrkon i rutylu, 6 Konferencja międzynarodowa minerałów ciężkich, Południowej Afryki Instytutu górnictwa i hutnictwa.

16.Celik, M i Yasar, E (1995) Wpływ temperatury i zanieczyszczenia na elektrostatycznej separacji materiałów boru, Minerały, Inżynieria, do.. 8, nie. 7, PP. 829‐ 833 w.

17.Fraas, F (1947) Uwagi dotyczące suszenia elektrostatycznego separacji Cząstek stałych, AIME Tec. Pub 2257, Listopada.

18.NML (2004) Wzbogacanie barytu niskiej jakości (wyników pilotażowej), Sprawozdanie końcowe, Krajowe laboratorium metalurgicznego, Jamshedpur, Indie, 831 007

13