Proširenje aplikacije u suvu Triboelectric odvajanje od minerala

Proširenje aplikacija u suvoj triboelektrici

Odvajanje minerala

Džejms D. Bittner, Kyle P. Flin, i Frank J. Hrach

ST opreme & Tehnologija D.O.O., Needhama Massachusetts 02494 USA

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

SAŽETAK

ST opreme & Tehnologija, LLC (STET JE) je razvio sistem obrade zasnovan na triboelektrostatičkoj separaciji kaiša koji industriji prerade minerala pruža sredstvo za beneficaciju finih materijala potpuno suvom tehnologijom. Za razliku od drugih procesa razdvajanja elektrostatika koji su obično ograničeni na čestice veće od 75μm veličine, znak za razdvajanje trobojnog pojasa je idealno pogodno za odvajanje veoma dobrog (<1μm) da umereno gruba (300μm) čestice sa veoma visokom propuskom. Visoka efikasnost više‐scenskog razdvajanja kroz unutrašnje punjenje/punjenje i recikliranje rezultira daleko superiornijim separacijama koje se mogu postići konvencionalnim jednim‐stadijumom slobodnog‐ pada triboelektrostatični separator. Triboelectric pojas za razdvajanje tehnologija se koristi za razdvajanje širok spektar materijala, uključujući smeše ugljenika ostakljenih aluminosilicates /, kalcita/kvarc, talk/magnezit, i barite/kvarc. Ekonomsko poređenje korišćenja triboelektokratske separacije kaiša nasuprot konvencionalnoj flotaciji za barit / kvarcni odvajanje ilustruje prednosti suvog obrade za minerale.

Ključne reči: minerala, suva odvajanje, barite, triboelectrostatic punjenje, pojas za razdvajanje, pepeo leti

UVOD

Nedostatak pristupa sveže vode postaje glavni faktor koji utiču na izvodljivosti projekata rudarska širom sveta. Prema Hubert Fleming, Bivši globalnom direktor za otvor vode, „Od svih rudarski projekata na svetu koje su ili prestala ili usporila u proteklih godinu dana, Bilo je, u skoro 100% od slučajeva, rezultata za vodu, ili direktno ili indirektno" Blin (2013). Suva mineralni obradu metode pružaju rešenje za ovaj se pojavio problem.

Mokri odvajanje metode kao što je lebdenje pene zahtevaju dodatkom hemijske reagensi koja mora da bude obrađena bezbedno i rashodovano na ekološki odgovoran način. Neminovno nije moguće za rad sa 100% za reciklaћu vode, koji zahteva raspolaganja barem deo procesa vode o, Verovatno koja sadrži količinu hemijske reagensi.

Osuši metode, kao što su elektrostatiиko odvajanje ukinuće potrebu za slatke vode, i nude mogućnost da smanjite troškove. Jedan od najperspektivnijih novih događaja u suvu mineralni separacije je znak za razdvajanje pojas triboelectrostatic. Ova tehnologija produžio opsegu veličine иestica i finije čestice nego konvencionalni elektrostatiиko odvajanje tehnologije, u opsegu gde samo plutanje je uspeo da u prošlosti.

1

Figura 2. Detalj odvajanje zone

Proces je potpuno suva., zahteva nema dodatni materijal i proizvodi bez otpadnih voda ili vazduha emisije. U slučaju ugljen od muva ash separacije, spasene materijali koji se sastoje od muva ash u ugljenika smanjen na nivo pogodan za upotrebu kao pozzolanic admixture u beton, i visok ugljen razlomka koji se može zapisati na struju generisanja biljku. Iskorišćenje potoci oba proizvoda pruža i 100% rešenje problema muva ash rashoda.

Znak za razdvajanje pojas triboelectrostatic je relativno kompaktan. Stroj je dizajniran da se 40 tona po satu je približno 9.1 metara (30 FT) duga, 1.7 metara (5.5 FT.) široko i 3.2 metara (10.5 FT.) visoko. Potrebna ravnoteža i biljka se sastoji od sisteme da prenese suva materijal od znaka za razdvajanje i. Kompaktnost sistema omogućava fleksibilnost u instalaciju dizajne.

Figura 3. Komercijalni triboelectrostatic pojas za razdvajanje

Poredi sa drugim procesima elektrostatiиko odvajanje

Triboelectrostatic pojas odvajanje tehnologija značajno proširuje opseg materijala koji mogu biti beneficiated od strane elektrostatiиko procesa. Najčešće korišćenih elektrostatiиko procesi oslanjaju na razlikama u provodljivosti materijala da budemo razdvojeni. U tim procesima, materijal mora da kontaktira prizemljenim bubanj ili tablice obično nakon materijal čestice su negativno optužen od strane zbog ionizing corona otpusta. Provodni materijali brzo će izgubiti svoje punjenje i pasti iz bubanj. Ne‐provodni materijal i dalje privlači bubanj još od

3

punjenje će se sporije raspasti i pašće ili će biti očešano od bubnja nakon odvajanja od materijala za provorigovanje. Ovi procesi su ograničeni u svojstvu zbog potrebne kontakt svaki иestice na bubanj ili tablice. Efektivnost ove kontakt puni procese takođe ograničene su na čestice o 100 μm ili veću veličinu zbog potrebe da se kontaktira prizemljena ploča i neophodna dinamika protoka čestica. Čestice različitih veličina će takođe imati različite protok dynamics zbog Inercijalni efekti i rezultat će biti degradiran odvajanje. Sledeći dijagram (Figura 4) ilustruje osnovne osobine ovog tipa za razdvajanje.

Figura 4. Bubanj elektrostatički separator "Starešina (2003)"

Triboelectrostatic separacije nisu ograničeni na odvajanje Provodni / ne‐provodljivi materijali ali zavise od dobro poznatog fenomena prenosa naplate trenjem kontakata materijala sa disimilarnom površinskom hemijom. Ovaj fenomen se decenijama koristi u procesima razdvajanja "slobodnog pada". Takav proces je ilustrovan na slici 5. Komponente mešavine čestica prvo razviti različite troškove po kontaktu ni sa metalnih površina, ili po иestica da иestica kontakt u fluidized krevetu hranjenje uređaja. Kao što su čestice padaju kroz El. polja u zoni elektrode, Svaka иestica trajektorija se odbija ka elektroda suprotnim besplatno. Nakon određene granice, kolekcija Regali su zaposleni za razdvajanje tokove podataka. Tipična instalacija zahteva više faza za razdvajanje sa za reciklaћu razlomka osrednji. Neki uređaji koriste dotok gasa da pomogne da se prenošenje čestica kroz elektrode zonu.

4

Figura 5. "Slobodan pad" triboelektrostatičnog separatora

Ova vrsta slobodnog pada za razdvajanje takođe ima ograničenja na veličinu иestica od materijala koji može da obradi. Protok unutar zone elektroda mora biti kontrolisan da bi se smanjile turbulencije da bi se izbeglo "razmazivanje" razdvajanja. Putanja finih čestica je više pogođena turbulencijama pošto su aerodinamičke sile na finim česticama mnogo veće od gravitacionih i elektrostatičkih sila. Vrlo fine čestice će takođe imati tendenciju da se skupljaju na elektrodnim površinama i moraju biti uklonjene nekim metodom. Čestice manje od 75 μm se ne može efikasno razdvojiti.

Drugo ograničenje je da učitavanje čestica unutar zone elektroda mora biti nisko da bi se sprečilo dejstvo naboja prostora, koji ograničavaju brzinu obrade. Prolazak materijala kroz elektrodnu zonu inherentno rezultira razdvajanjem jedne‐faze, pošto ne postoji mogućnost za re‐punjenje čestica. Zbog toga, multi‐scenski sistemi su potrebni za poboljšanje stepena razdvajanja uključujući i re‐punjenje materijala naknadnim kontaktom sa uređajem za punjenje. Rezultirajući opreme obim i složenost povećava u skladu sa tim.

Za razliku od drugih dostupnih elektrostatiиko odvajanje procese, znak za razdvajanje pojas triboelectrostatic je idealan za odvajanje vrlo dobro (<1 μm) da umereno gruba (300μm) materijali sa vrlo visokim throughputs. Triboelectric иestica, tvrdeći da je efikasan za širok spektar materijala i zahteva samo иestica – иestica kontakt. Mali razmak, Visoki El. polja, trenutni protok pulta, energična čestica‐agitacija čestica i samočišćenje delovanja pojasa na elektrodama su kritične karakteristike separatora. Visoka efikasnost više‐scenskog razdvajanja kroz punjenje / punjenje i unutrašnja reciklaža rezultiraju daleko superiornijim separacijama i delotvorne su na finim materijalima koji se uopšte ne mogu odvojiti konvencionalnim tehnikama.

5

PRIJAVE TRIBOELECTROSTATIC SEPARACIJE KAIŠA

Pepeo leti

Tehnologija razdvajanja triboelektrostatičnog pojasa prvi put je industrijski primenjena na preradu uglja sagorevanje uleće pepeo u 1995. Za aplikaciju za pepeo za mušičarenje, tehnologija je bila efikasna u odvajanju čestica ugljenika od nepotpunog sagorevanja uglja, iz glakaluminosilicate mineralnih čestica u letu. Tehnologija je bila instrumentalna u omogućavanju recikliranja minerala‐bogatog mušičarenja kao zamene cementa u proizvodnji betona. Od 1995, 19 triboelectrostatic separatori kaiša deluju u USA, Kanada, VELIKA BRITANIJA, i Poljska, obrada završena 1,000,000 tone pepela godišnje. Tehnologija je sada takođe u Aziji sa prvi znak za razdvajanje koji ove godine instaliran u Južnoj Koreji. Industrijski istoriji muva ash odvajanje je naveden u tabeli 1.

Tabela 3. Primeri, mineralni separacije pomoću triboelectrostatic pojas odvajanje

Upotreba znaka za razdvajanje pojas triboelectrostatic je bila pokazala da efikasno beneficiate mnogih mineralnih smeša. S obzirom na znak za razdvajanje može da obradi materijala sa иestica veličine od oko 300 μm na manje od 1 μm, a triboelectrostatic odvajanje je efikasan za izolacione i Provodni materijali, tehnologija značajno proširuje opseg primenljivo materijal preko konvencionalnih elektrostatiиko separatori. Pošto je triboelectrostatičan proces potpuno suv, Upotreba to uklanja potrebu za materijal za sušenje i tečni otpad rukovanja sa plutajucim procesi.

TROŠAK RAZDVAJANJA TRIBOELECTROSTATIC POJAS

Poređenje da konvencionalne plutajuci za Barite

Za komparativnu koštati studija je naručila STET i sproveo Soutex Inc. Soutex je inženjerska kompanija sa sedištem u Kvebeku sa velikim iskustvom kako u mokroj flotaciji, tako i u proceni i dizajnu procesa razdvajanja elektrostatika. Studija je uporedila kapitalne i operativne troškove procesa razdvajanja triboelektrostatičnog kaiša sa konvencionalnom flotacijom pene za beneficaciju niske ko-razredne barite. Obe tehnologije nadograđuju barit uklanjanjem čvrstina niske gustine, uglavnom kvarc, za proizvodnju Američkog naftnog instituta (Api) bušenje barita sa SG većim od 4.2 g/ml. Rezultati flotacije zasnovani su na studijama pilot biljaka koje je sprovela Indijska nacionalna metalurgijska laboratorija "NML (2004)". Rezultati razdvajanja triboelektrostatičnog pojasa zasnovani su na studijama pilot biljaka koristeći slične nahrane. Uporedna ekonomska studija uključivala je razvoj lista toka, materijalna i energetska ravnoteža, velika oprema veličine i citata kako za flotacione tako i za triboelectrostatic procese razdvajanja kaiša. Osnova za oba flowsheets je isto, obrada 200,000 t/y barite hrani sa SG 3.78 za proizvodnju 148,000 t/y za bušenje razreda barite proizvod sa SG 4.21 g/ml. Plutajuci procena proces ne uključuje nikakve troškove za vodu za proces, ili tretman voda.

Flowsheets je ostvareno pomoću Soutex za proces plutajuci barite (Figura 6), triboelectrostatic pojas odvajanje procesa i (Figura 7).

8

Figura 6 Barite plutajuci proces flowsheet

9

Figura 7 Barite triboelectrostatic pojas odvajanje proces flowsheet

Ovim flowsheets Ne uključuj sirova ruda mrvljenje sistema, što je zajedničko za oba tehnologije. Ubacivanje Brusilica za plutanje slučaj se postiže pomoću mokre fabrika loptu sa ciklon classifier. Brušenje hrane za triboelectrostatičnu tucu za razdvajanje kaiša se postiže pomoću suvog, vertikalni valjak mlin sa integralnim dinamičkim klasifikatorom.

List toka za razdvajanje triboelektostotičkog kaiša je jednostavniji od flotacije. Triboelectostatic separacija kaiša se postiže u jednoj fazi bez dodavanja bilo kakvih hemijskih reagensa, u poređenju sa tri‐scenske flotacije sa oleinom kiselinom koja se koristi kao kolekcionar za barit i natrijum silikat kao depresiv za silikatnu gangu. Flokulant se takođe dodaje kao reagens za zadebljanje u slučaju flotacije barita. Za razdvajanje triboelektostotičkog kaiša nije potrebna oprema za dewatering i sušenje, u poređenju sa zadebljalima, pritiskanje filtera, i rotari sušači potrebni za proces plutanja barita.

10

REFERENCE

1.Silikona, P & Dion‐Ortega, A (2013) Visoko i suvo, CIM magazin, Vol. 8, ne. 4, PP. 48‐51.

2.Stariji, J. & Yan, E (2003) eForce.‐ Newest generation of electrostatic separator for the minerals sands industry, Konferencija o teškim mineralima, Johanesburg, Južnoafrički institut za rudarstvo i metalurgiju.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foresberg, K (2000), Pregled metoda električnog odvajanja, Deo 1: Fundamentalne aspekte, Minerala & Metalurško obrade, Vol 17, ne. 1 PP 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foresberg, K (2000), Pregled metoda električnog odvajanja, Deo 2: Praktična pitanja, Minerala & Metalurško obrade, Vol 17, ne. 1 pp 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Soli, Poglavlje u mineralnim činjenicama i problemima: 1985 Edition, Biro za rudnike Sjedinjenih Država, Washington DC.

6.Berton, R & Bichara, M, (1975) Elektrostatičko odvajanje Potash Oresa, Patent Sjedinjenih Država # 3,885,673.

7.Robne marke, L, Beier, P, & Stal, Ja (2005) Elektrostatiиka razdvajanje, Wiley‐VCH verlag, Gmbh & Co.

8.Fraas, F (1962) Elektrostatičko odvajanje granuliranih materijala, Američki biro za mine, Bilten 603.

9.Fraas, F (1964), Pretreatment minerala za elektrostatičko odvajanje, Američki patent 3,137,648.

10.Lindli, K & Rowson, N (1997) Faktori pripreme hrane koji utiču na efikasnost elektrostatičkog razdvajanja, Magnetno i električno razdvajanje, Vol 8 pp 161‐173.

11.Inkulet, Ja (1984) Elektrostatičko razdvajanje minerala, Serija elektrostatika i elektrostatičkih aplikacija, Istraživačke studije Press, D.o.o, Džon Vajli & Sinovi, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free‐Fall Electrostatic Separation of Phosphate and Calcite Particles, Laboratorija za istraživanje minerala, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, i 3038, Knjigu 212, Izveštaj o toku.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Pneumatski transport, Triboelectric Beneficiation for the Florida Phosphate Industry, Florida Institute of Phosphate Research, Br. publikacije. 02‐149‐201, Decembra.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foresberg, K (2002), Triboelektrični naboj, Elektrofizička svojstva i potencijal električne beneficije hemijski tretiranog feldspara, Kvarc, i Wollastonite, Magnetno i električno razdvajanje, Vol 11, br 1‐2 pp 9‐32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Uticaj površinskih efekata na elektrostatičko odvajanje cirkon i kolotečine, Šesta Međunarodna konferencija o teškim mineralima, Južnoafrički institut za rudarstvo i metalurgiju.

16.Čelik, M i Yasar, E (1995) Effects of Temperature and Impurities on Electrostatic Separation of Boron Materials, Inženjering minerala, Vol. 8, ne. 7, PP. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Napomene o sušenju za elektrostatičko odvajanje čestica, AIME Tec. Pab 2257, Novembra.

18.NML (2004) Beneficiation of low grade barite (rezultati pilot fabrike), Završni izveštaj, Nacionalna metalurška laboratorija, Jamshedpur Indija, 831 007

13