Širjenje aplikacije v suho Triboelectric ločitev mineralov

Širjenje Aplikacije v Dry Triboelectric

Ločevanje mineralov

andreja d.. Bittner, Pfeifer. Flynn, in Frank J. Hrach

ST opreme & Tehnologija LLC, Needham Massachusetts 02494 ZDA

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

Abstraktne

ST opreme & Tehnologija, LLC (STET) je razvil sistem obdelave, ki temelji na ločevanju triboelektrostatičnih pasov, ki industriji za predelavo mineralov zagotavlja sredstvo za dobroificiit finih materialov s popolnoma suho tehnologijo.. V nasprotju z drugimi elektrostatični postopki ločevanja, ki so običajno omejeni na delce, večje od 75 μm,, ločevalnik triboelektričnih pasov je idealen za ločevanje zelo fine (<1Μm) do zmerno groba (300Μm) delci z zelo visoko prepustno. Večstopenjski separat z visokim izkoristki z notranjim polnjenjem/polnjenjem in recikliranje povzroči veliko boljše ločevanje, ki ga je mogoče doseči s konvencionalnim enostopenjskim ločilom triboelektrostatičnega ločila. Tehnologija ločevanja triboelektričnih pasov je bila uporabljena za ločevanje širokega nabora materialov, vključno z mešanicami steklastih aluminosilicates/ogljika., Kalcit/Quartz, smukec/magnezita, in barit/Quartz. Ekonomska primerjava uporabe triboelektrostatičnega ločevanja pasu v primerjavi s konvencionalnim flotacijo za barite / quartz ločitev ponazarja prednosti suhe predelave za minerale.

Ključne besede: minerali, suho ločevanje, barit, triboelectrostatic polnjenje, Ločilni pas, pepel

Uvod

Pomanjkanje dostopa do sladke vode postaja pomemben dejavnik, ki vpliva na izvedljivost rudarskih projektov po vsem svetu. Po mnenju Hubert Fleming, nekdanji globalni direktor za loputo Water, "Od vseh rudarskih projektov na svetu, ki so bodisi ustavil ali upočasnilo v zadnjem letu, je bilo, v skoraj 100% primerov, zaradi vode, neposredno ali posredno" Blin (2013). Metode predelave suhih rudiner je rešitev za ta grozeči problem.

Metode ločevanja mokrih mokrih, kot je flotacija pene, zahtevajo dodajanje kemičnih reagentov, s ki jih je treba varno ravnati in odstraniti na okolju varen način.. Neizogibno je, da ni mogoče delovati z 100% recikliranje vode, zahtevajo odstranjevanje vsaj dela procesne vode, verjetno vsebujejo sledove kemičnih reagentov.

Suhe metode, kot je elektrostatična ločitev bo odpravila potrebo po sveži vodi, in ponuditi potencial za zmanjšanje stroškov. Eden od najbolj obetavnih novih dogodkov v suhih mineralnih separatorjih je triboelectrostatični separator pasu. Ta tehnologija je razširila razpon velikosti delcev za lepši delci od običajnih elektrostatičnih tehnologij ločevanja, v območju, kjer je bila v preteklosti uspešna le flotacija.

1

Slika 2. Podrobnosti območja ločevanja

Postopek je popolnoma suh, ne zahteva dodatnega materiala in ne proizvaja odpadne vode ali emisij iz zraka. V primeru ločevanja ogljika iz pepela muhe, predelani materiali so sestavljeni iz muhi pepela, zmanjšanega vsebnosti ogljika na ravni, primerne za uporabo kot pozzolanska priseska v betonu, in visoko ogljika frakcije, ki se lahko spali na elektrarni za proizvodnjo električne energije. Uporaba obeh tokov izdelkov zagotavlja 100% rešitev za težave pri odstranjevanju pepela.

Triboelectrostatični separator pasu je relativno kompakten. Stroj, zasnovan za obdelavo 40 tone na uro je približno 9.1 metrov (30 ft) dolgo, 1.7 metrov (5.5 Ft.) širok in širok 3.2 metrov (10.5 Ft.) Visoko. Zahtevano ravnotežje rastlin je sestavljeno iz sistemov za prenos suhega materiala v separator in iz nja. Kompaktnost sistema omogoča prilagodljivost pri montaži modelov.

Slika 3. Komercialni triboelektrostatični separator pasu

Primerjava z drugimi elektrostatični postopki ločevanja

Triboelectrostatična tehnologija ločevanja pasu močno širi paleto materialov, ki jih lahko povzročijo elektrostatični procesi. Najpogosteje uporabljeni elektrostatični procesi temeljijo na razlikah v električni prevodnosti materialov, ki jih je treba ločiti. V teh procesih, material se mora obrniti na ozemljen boben ali ploščo, običajno po tem, ko so materialni delci negativno nabiti z ionizirajočim odvajanjem koron. Prevodni materiali bodo hitro izgubili naboj in jih vrgli iz bobna. Neprevodne materiale še vedno privlači boben, saj je

3

se bo po ločitvi od prevodnega materiala počasneje razpršila in bo padla ali pa bo brušena iz bobna.. Ti procesi so omejeni kot zmogljivosti zaradi zahtevanega stika vsakega delca na boben ali ploščo. Učinkovitost teh postopkov zaračunavanja stikov je omejena tudi na delce približno 100 μm ali več po velikosti zaradi potrebe po stiku z ozemljeno ploščo in zahtevano dinamiko pretoka delcev. Delci različnih velikosti bodo imeli tudi različne dinamike pretoka zaradi inercialnih učinkov in bodo imeli za posledico degradirano ločevanje. Naslednji diagram (Slika 4) ponazarja temeljne značilnosti te vrste ločila.

Slika 4. Boben elektrostatični separator "Elder (2003)"

Triboelectrostatična ločevanja niso omejena na ločevanje prevodnih / neprevodne materiale, vendar so odvisni od znanega pojava prenosa naboja s trenjem stika materialov z različno površinsko kemijo. Ta pojav se že desetletja uporablja v postopkih ločevanja "prostega pada".. Tak postopek je prikazan na sliki 5. Sestavine mešanice delcev najprej razvijejo različne naboje v stiku bodisi s kovinsko površino, ali z delci v stiku z delci v fluidizirani napravi za hranjenje postelje. Kot delci padejo skozi električno polje v območju elektrode, krivulja vsakega delca se odbije proti elektrodi nasprotnega naboja. Po določeni razdalji, koši za zbiranje podatkov, se uporabljajo za ločevanje tokov. Tipične naprave zahtevajo več stopenj ločila z recikliranjem frakcije middling. Nekatere naprave uporabljajo stalen tok plina za pomoč pri prenosu delcev skozi območje elektrode.

4

Slika 5. "Prosti padec" triboelectrostatični separator

Ta vrsta separatorja prostega padca ima tudi omejitve v velikosti delcev materiala, ki se lahko obdela. Pretok znotraj območja elektrod je treba nadzorovati, da se zmanjša turbulenca, da se prepreči "razmazanje" ločevanja. Pot drobnih delcev je bolj posledica turbulence, saj so aerodinamične sile upora na drobnih delcih veliko večje od gravitacijskih in elektrostatičnih sil.. Zelo drobni delci se bodo zbirali tudi na površinah elektrod in jih je treba odstraniti z neko metodo.. Delci, manjši od 75 μm ni mogoče učinkovito ločiti.

Druga omejitev je, da mora biti obremenitev delcev v območju elektrode nizka, da se preprečijo učinki naboja v prostoru., , ki omejujejo stopnjo obdelave. Prehod materiala skozi območje elektrod sam po sebi povzroči eno stopnjo ločevanja, ker ni možnosti za ponovno polnjenje delcev. Zato, večstopenjski sistemi so potrebni za izboljšanje stopnje ločevanja, vključno s ponovno polnjenjem materiala z naknadnim stikom z napravo za polnjenje. Posledična količina in kompleksnost opreme se ustrezno povečujeta.

V nasprotju z drugimi razpoložljivimi elektrostatični postopki ločevanja, triboelectrostatični separator pasu je idealna za ločevanje zelo fine (<1 Μm) do zmerno groba (300Μm) materiali z zelo visokimi prepustnostmi. Triboelektrično polnjenje delcev je učinkovito za širok spekter materialov in zahteva le stik z delci. Majhna vrzel, visoko električno polje, tok števca, živahno vznemirjenje delcev in samočistilno delovanje pasu na elektrodah sta ključni značilnosti separatorja.. Večstopenjski ločevanje z visokim izkoristek z zaračunavanjem / polnjenje in notranja recikliranje povzročita veliko boljše ločevanje in je učinkovita na finih materialih, ki jih sploh ni mogoče ločiti s konvencionalnimi tehnikami.

5

UPORABA LOČEVANJA TRIBOELECTROSTATIČNEGA PASU

Pepel

Tehnologija ločevanja triboelectrostatičnih pasov je bila najprej industrijsko uporabljena za predelavo pepela zgorevanja premoga v 1995. Za uporabo muhe pepela, tehnologija je bila učinkovita pri ločevanju ogljikovih delcev od nepopolnega zgorevanja premoga, iz steklastega aluminosilikatnega mineralnega delcev v muharni pepel. Tehnologija je bila ključnega pomena pri omogočanju recikliranja mineralnih flyash kot cementno zamenjavo v proizvodnji betona. Ker 1995, 19 triboelectrostatični separatorji pasu delujejo v ZDA, Kanada, Uk, in Poljska, obdelave v 1,000,000 ton muhe letno. Tehnologija je zdaj tudi v Aziji s prvim separator nameščen v Južni Koreji letos. Industrijska zgodovina ločevanja letenje pepela je navedena v tabeli 1.

Tabela 3. Primeri, ločevanje mineralov z ločevanjem triboelektrostatiknega pasu

Uporaba triboelectrostatičnega separatorja pasu učinkovito pridruževa številnim mineralnim zmesem. Ker lahko separator obdeluje materiale z velikostjo delcev od približno 300 μm do manj kot 1 Μm, in triboelectrostatično ločevanje je učinkovito tako za izolacijske in prevodne materiale, tehnologija močno razširja obseg veljavnega materiala nad konvencionalnimi elektrostatičnimi separatorji. Ker triboelectrostatični proces je popolnoma suha, njena uporaba odpravlja potrebo po sušenju materiala in ravnanju s tekočimi odpadki iz flotacijskih procesov.

STROŠKI LOČEVANJA TRIBOELECTROSTATIČNIH PASOV

Primerjava s konvencionalnim flotacijo za Barite

Primerjalno študijo stroškov je naročil STET in izvedla družba Soutex Inc. Soutex je Quebec Canada temelji inženiring podjetje z obsežnimi izkušnjami v obeh mokro flotacijo in elektrostatično ločitev proces ocenjevanja in oblikovanja. V študiji so primerjali kapitalske in operativne stroške triboelektrostatičnega procesa ločevanja pasu s konvencionalnim flotacijo pene za korekciacijo nizkokakocij barita. Obe tehnologiji nadgradita barit z odstranitvijo trdnih snovi nizke gostote, predvsem kremena, za izdelavo Ameriškega naftnega inštituta (Api) vrtanje razred barite s SG več kot 4.2 g/ml. Rezultati flotacije so temeljili na pilotnih študijah rastlin, ki jih je izvedel indijski nacionalni mettalurgični laboratorij (2004)". Rezultati ločevanja triboelectrostatičnih pasov so temeljili na pilotnih študijah rastlin s podobnimi. Primerjalna ekonomska študija je vključevala razvoj diagrama, materialne in energetske bilance, večji velikosti opreme in kotacije za flotacijo in triboelectrostatični procesi ločevanja pasu. Osnova za obe diagrami poteka je enaka, Predelavo 200,000 t/y baritove krme s G 3.78 za proizvodnjo 148,000 t/y proizvoda barita razreda vrtanja s SG 4.21 g/ml. Ocena flotacijskega procesa ni vključevala nobenih stroškov za procesno, ali čiščenje vode.

Soutex je ustvaril diagrame pretoka za baritski flotacijski proces. (Slika 6), in triboelectrostatični postopek ločevanja pasu (Slika 7).

8

Slika 6 Diagram poteka procesa flotacije barite

9

Slika 7 Barite triboelectrostatik pas ločitev proces flowsheet

Tes flowsheets ne vključujejo surovega sistema za drobljenje čvede, , ki je skupna obema tehnologijam. Krma brušenje za flotacijo primeru se opravi z mokro celuloze žogo mlin s ciklonom classifier. Krma brušenje za triboelectrostatični pas ločitev primeru se opravi z uporabo suhega, vertikalni valjčni mlin z vgrajenim dinamičnim razredčnim razredom.

Triboelectrostatična pas ločitev diagram je enostavnejši kot flotacija. Ločevanje triboelectostatičnega pasu se doseže v eni fazi brez dodajanja kakršnih koli kemičnih reagentov, v primerjavi s tritretičnim flotacijo z oleinske kisline, ki se uporablja kot zbiralec barita in natrijevega silikata kot depresivnega antidepresiva za silicijevi gangue. Flokkulant se doda tudi kot reagent za zgoščevanje v baritskem flotacijskem primeru. Za ločevanje triboelektrostatskih pasov ni potrebna oprema za odstranjevanje vode in sušenje, v primerjavi z zgoščevimi, filtrinje stiskalnice, in rotacijski sušilniki, potrebni za proces baritskega flotacije.

10

Sklicevanja

1.Blin, P & Dion- Ortega (Slovenski), A (2013) Visoka in suha, Revija CIM, Vol. 8, ne. 4, PP. 48‐51.

2.Starejši, J. & Yan, E (2003) eForce.- Najnovejša generacija elektrostatičnega separatorja za industrijo mineralnih peskov, Konferenca o težkih mineralih, Johannesburg, Južnoafriški inštitut za rudarstvo in metalurgijo.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, Švedska, K (2000), Pregled metod ločevanja električne energije, Del 1: Temeljne vidike, Minerali & Metalurške obdelave, Vol 17, ne. 1 PP 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, Švedska, K (2000), Pregled metod ločevanja električne energije, Del 2: Praktični premisleki, Minerali & Metalurške obdelave, Vol 17, ne. 1 str 139- 166.

5.Searls, J (1985) Kalijev klorid, Poglavje v mineralnih dejstev in težav: 1985 Izdaja, Urad za rudnike Združenih držav Amerike, Washington DC.

6.Berthon (Blizu: Berthon, R & Bichara (v mestu: Bichara, M, (1975) Elektrostatično ločevanje kalijevih lic, Patent Združenih držav Amerike # 3,885,673.

7.Blagovne znamke, L, Beier, P, & Stahl, Sem (2005) Elektrostatične ločitev, Wiley-VCH verlag (Slovenski), Gmbh & Co.

8.Fraas (v mestu Fraas), F (1962) Elektrostatično ločevanje granuliranih materialov, Ameriški biro za rudnike, Biltenu 603.

9.Fraas (v mestu Fraas), F (1964), Predobdelavo mineralov za elektrostatično ločevanje, Ameriški patent 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson (Slovenski), N (1997) Faktorji priprave krme, ki vplivajo na učinkovitost elektrostatičnega ločevanja, Magnetno in električno ločevanje, Vol 8 str 161–173.

11.Inculet (višek), Sem (1984) Elektrostatično ločevanje rudiši, Elektrostatiki in elektrostatični aplikacije serije, Raziskave Študije Press, Ltd, Janez Wiley & Sinovi, Inc.

12.Feasby, Švedska, D (1966) Elektrostatično ločevanje fosfatov in kalcitovih delcev, Laboratorij za raziskovanje mineralov, Laboratoriji Šts. 1869, 1890, 1985, 3021, in 3038, Knjigo 212, Poročilo o napredku.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Pnevmatski transport, Triboelectric Dobroificiation za industrijo fosfatov Florida, Florida Inštitut za raziskave fosfatov, Objava št.. 02‐149‐201, Decembra.

14.Manouchehri, H, matej ajda rihtar, & Foressberg, Švedska, K (2002), Triboelectric naboj, Elektrofizikalne lastnosti in potencial električne dobroibenciacije kemično obdelanega feldsparja, Quartz, in Wollastonite, Magnetno in električno ločevanje, Vol 11, št 1-2 pp 9-32.

15.Venter, J, Vermaak (Slovenski), M, & Bruwer (Slovenski), J (2007) Vpliv površinskih učinkov na elektrostatično ločevanje cirkona in rutile, 6. mednarodna konferenca o težkih mineralih, Južnoafriški inštitut za rudarstvo in metalurgijo.

16.Celik, M in Yasar, E (1995) Učinki temperature in nečistoč na elektrostatično ločevanje borskih materialov, Inženiring mineralov, Vol. 8, ne. 7, PP. 829‐833.

17.Fraas (v mestu Fraas), F (1947) Opombe o sušenju za elektrostatično ločitev delcev, AIME Tec. Pub 2257, Novembra.

18.NML (v skladu z (2004) Beneficiation barita nizke stopnje (rezultati pilotnih naprav), Končno poročilo, Nacionalni metalurški laboratorij, Jamshedpur Indija, 831 007

13