Kupanua maombi katika utengano kavu Triboelectric ya madini

Kupanua Maombi katika Triboelectric Kavu

Utengano wa Madini

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

Vifaa vya ST & Teknolojia LLC, Haja ham Massachusetts 02494 USA

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

ABSTRACT

Vifaa vya ST & Teknolojia, LLC (STET) imeunda mfumo wa usindikaji kulingana na utengano wa ukanda wa triboelectrostatic ambao hutoa sekta ya usindikaji wa madini njia ya kunufaisha vifaa vizuri na teknolojia kavu kabisa. Tofauti na michakato mingine ya kujitenga kwa umeme ambayo kwa kawaida ni mdogo kwa chembe zaidi ya 75μm kwa ukubwa, Kitenganishi cha ukanda triboelectric ni walau inafaa kwa ajili ya mgawanyo wa nzuri sana (<1μm) kwa coarse kiasi (300μm) chembe na kote juu sana. Ufanisi wa juu wa utengano wa hatua nyingi kupitia malipo ya ndani / kuchaji na kuchaji tena husababisha utengano bora zaidi ambao unaweza kupatikana na hatua ya kawaida ya bure ‐ kuanguka kwa triboelectrostatic separator. Teknolojia ya separator ya ukanda wa triboelectric imetumiwa kutenganisha vifaa mbalimbali ikiwa ni pamoja na mchanganyiko wa aluminosilicates ya kioo / kaboni, calcite/quartz, Ulanga/magnesite, na barite/Quartz. Ulinganisho wa kiuchumi wa kutumia utengano wa ukanda wa triboelectrostatic dhidi ya flotational ya kawaida kwa barite / ugawaji wa quartz unaonyesha faida za usindikaji kavu kwa madini.

Maneno msingi: Madini, utengano kavu, barite, malipo ya triboelectrostatic, Kitenganishi cha ukanda, kuruka majivu

UTANGULIZI

Ukosefu wa upatikanaji wa maji safi ni kuwa sababu kuu kuathiri uwezekano wa miradi ya madini duniani kote. Kwa mujibu wa Hubert Fleming, Mkurugenzi wa zamani wa kimataifa wa maji ya Hatch, "Kati ya miradi yote ya madini duniani ambayo imesimamishwa au kupungua katika kipindi cha mwaka mmoja uliopita, imekuwa, katika karibu 100% ya kesi, Matokeo ya maji, ama moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja" Blin (2013). Njia za usindikaji wa madini kavu hutoa suluhisho kwa tatizo hili linalokaribia.

Mbinu za kujitenga kwa mvua kama vile flotation ya froth zinahitaji kuongeza kwa reagents za kemikali ambazo lazima zishughulikiwe salama na kutupwa kwa njia ya kuwajibika kwa mazingira. Kwa kweli haiwezekani kufanya kazi na 100% kijalala cha maji, Kuhitaji utupaji wa angalau sehemu ya maji ya mchakato, uwezekano wa kuwa na kiasi cha kufuatilia cha reagents kemikali.

Njia kavu kama vile kujitenga kwa electrostatic zitaondoa haja ya maji safi, na kutoa uwezo wa kupunguza gharama. Moja ya maendeleo mapya ya kuahidi zaidi katika kujitenga kwa madini kavu ni separator ya ukanda wa triboelectrostatic. Teknolojia hii ameleta chembe ukubwa mbalimbali kwa chembe mazuri kuliko teknolojia ya utengano ya kawaida ya electrostatic, katika masafa ambapo tu ujenge imekuwa mafanikio katika siku za nyuma.

1

Kielelezo 2. Maelezo ya eneo la kujitenga

Mchakato ni kavu kabisa, inahitaji Hakuna vifaa vya ziada na inazalisha uzalishaji hakuna taka maji au hewa. Katika kesi ya kaboni kutoka utenganisho wa kuruka majivu, vifaa zinalipwa wajumbe wa kuruka majivu kupunguzwa katika maudhui ya kaboni kwa viwango vya kufaa kwa ajili ya matumizi kama admixture pozzolanic katika halisi, na sehemu ya kaboni ambayo inaweza kuchomwa katika mtambo wa uzalishaji umeme. Matumizi ya mito yote miwili ya bidhaa hutoa 100% ufumbuzi wa matatizo ya utupaji wa majivu.

kitenganishi cha ukanda wa triboelectrostatic ni kompakt. Mashine iliyoundwa kwa mchakato 40 tani kwa saa ni takriban 9.1 mita za (30 ft) muda mrefu, 1.7 mita za (5.5 futi.) pana na 3.2 mita za (10.5 futi.) juu. Usawa unaohitajika wa mmea una mifumo ya kufikisha nyenzo kavu kwenda na kutoka kwa mtenganishi. Mkusanyiko wa mfumo inaruhusu kubadilika katika miundo ya ufungaji.

Kielelezo 3. Kibiashara triboelectrostatic ukanda separator

Kulinganisha na michakato mingine ya kujitenga kwa umeme

Teknolojia ya kujitenga kwa ukanda wa triboelectrostatic inapanua sana vifaa mbalimbali ambavyo vinaweza kuthibitishwa na michakato ya electrostatic. Michakato ya kawaida ya electrostatic ya kawaida hutegemea tofauti katika conductivity ya umeme ya vifaa vya kutengwa. Katika michakato hii, vifaa lazima viwasiliane na ngoma au sahani ya chini kwa kawaida baada ya chembe za vifaa kutozwa vibaya na kutokwa kwa corona. Vifaa vya kufanya vitapoteza malipo yao haraka na kutupwa kutoka kwenye ngoma. Nyenzo zisizo za mwenendo zinaendelea kuvutiwa na ngoma tangu

3

malipo yatatofautiana polepole zaidi na yataanguka au kupigwa mswaki kutoka kwa ngoma baada ya kujitenga na nyenzo za kufanya. Michakato hii ni mdogo kwa uwezo kutokana na mawasiliano required ya kila chembe kwa ngoma au sahani. Ufanisi wa michakato hii ya malipo ya mawasiliano pia ni mdogo kwa chembe za kuhusu 100 μm au zaidi kwa ukubwa kutokana na haja ya kuwasiliana na sahani ya msingi na mienendo ya mtiririko wa chembe inayohitajika. Particles ya ukubwa tofauti pia kuwa na mienendo tofauti mtiririko kutokana na madhara inertial na kusababisha mgawanyiko degraded. Mchoro ufuatao (Kielelezo 4) inaonyesha sifa za msingi za aina hii ya separator.

Kielelezo 4. Kitenganishi cha umeme wa ngoma "Mzee (2003)"

Kutengana kwa Triboelectrostatic sio tu kwa kujitenga kwa conductive / vifaa visivyo vya mwenendo lakini hutegemea jambo linalojulikana la uhamishaji wa malipo kwa mawasiliano ya msuguano wa vifaa na kemia ya uso tofauti. Jambo hili limetumika katika michakato ya kujitenga ya "kuanguka bure" kwa miongo kadhaa. Mchakato kama huo umeonyeshwa katika Kielelezo 5. Vipengele vya mchanganyiko wa chembe kwanza huendeleza mashtaka tofauti kwa kuwasiliana ama na uso wa chuma, au kwa chembe kwa mawasiliano ya chembe katika kifaa cha kulisha kitanda cha maji. Kama chembe kuanguka kupitia uwanja wa umeme katika eneo electrode, trajectory ya kila chembe inatengwa kuelekea electrode ya malipo kinyume. Baada ya umbali fulani, mapipa ya ukusanyaji hutumiwa kutenganisha mito. Ufungaji wa kawaida unahitaji hatua nyingi za separator na recycle ya sehemu ya middling. Vifaa vingine hutumia mkondo wa gesi ili kusaidia kufikisha chembe kupitia eneo la electrode.

4

Kielelezo 5. "Kuanguka bure" kitenganishi cha triboelectrostatic

Aina hii ya separator ya bure ya kuanguka pia ina mapungufu katika ukubwa wa chembe ya nyenzo ambayo inaweza kusindika. Mtiririko ndani ya eneo la elektroni lazima udhibitiwe ili kupunguza misukosuko ili kuepuka "kutengana" kwa kujitenga. trajectory ya chembe nzuri ni zaidi athari na turbulence tangu aerodynamic Drag vikosi juu ya chembe faini ni kubwa zaidi kuliko nguvu gravitational na electrostatic. Chembe nzuri sana pia huwa na kukusanya kwenye nyuso za elektroni na lazima ziondolewe kwa njia fulani. Particles ya chini ya 75 μm haiwezi kutenganishwa kwa ufanisi.

Kikwazo kingine ni kwamba upakiaji wa chembe ndani ya eneo la elektroni lazima iwe chini ili kuzuia athari za malipo ya nafasi, ambayo hupunguza kiwango cha usindikaji. Kupitisha nyenzo kupitia eneo la elektroni asili husababisha kutenganishwa kwa hatua moja ‐, kwa kuwa hakuna uwezekano wa kuchaji tena chembe. Basi, mifumo ya hatua nyingi‐inahitajika kwa kuboresha kiwango cha kujitenga ikiwa ni pamoja na kuchaji tena nyenzo kwa mawasiliano ya baadaye na kifaa cha kuchaji. Kiasi cha vifaa vinavyosababisha na utata huongezeka ipasavyo.

Tofauti na michakato mingine ya kujitenga kwa umeme inapatikana, kitenganishi cha ukanda wa triboelectrostatic kinafaa kwa kujitenga kwa faini sana (<1 μm) kwa coarse kiasi (300μm) vifaa na njia ya juu sana. Malipo ya chembe ya triboelectric ni bora kwa vifaa mbalimbali na inahitaji tu chembe - mawasiliano ya chembe. Mwanya mdogo, Uga wa umeme juu, kabiliana na mtiririko wa sasa, chembe chembe kali‐msukosuko wa chembe na hatua ya kujisafisha ya ukanda kwenye electrodes ni sifa muhimu za kitenganishi. Ufanisi wa hali ya juu utengano wa hatua nyingi‐kupitia malipo / recharging na ndani recycle matokeo katika kujitenga mbali bora na ni ufanisi juu ya vifaa faini ambayo haiwezi kutenganishwa wakati wote na mbinu za kawaida.

5

MAOMBI YA KUJITENGA KWA UKANDA WA TRIBOELECTROSTATIC

Kuruka majivu

Teknolojia ya kujitenga ya ukanda wa triboelectrostatic ilitumiwa kwanza viwandani kwa usindikaji wa majivu ya makaa ya mawe ya kuruka katika 1995. Kwa ajili ya maombi ya ash kuruka, teknolojia imekuwa na ufanisi katika kutenganisha chembe za kaboni kutoka kwa mwako usio kamili wa makaa ya mawe, kutoka Glassy aluminosilicate madini chembe katika Ash kuruka. Teknolojia hiyo imekuwa muhimu katika kuwezesha kuchakata tena kwa flyash tajiri ya madini kama mbadala wa saruji katika uzalishaji wa saruji. Tangu 1995, 19 separators ya ukanda wa triboelectrostatic wamekuwa wakifanya kazi nchini Marekani, Kanada, UINGEREZA, na Poland, usindikaji juu ya 1,000,000 tani za majivu ya kuruka kila mwaka. Teknolojia hiyo sasa iko Asia na separator ya kwanza imewekwa nchini Korea Kusini mwaka huu.. Historia ya viwanda ya kuruka majivu kujitenga ni waliotajwa katika Jedwali 1.

Jedwali 3. Mifano, utengano wa madini kwa kutumia utenganishaji wa ukanda wa triboelectrostatic

Matumizi ya separator ya ukanda wa triboelectrostatic imeonyeshwa kwa ufanisi mchanganyiko wa madini mengi. Kwa kuwa separator inaweza kusindika vifaa na ukubwa wa chembe kutoka kuhusu 300 μm kwa chini ya 1 μm, na kujitenga kwa triboelectrostatic ni bora kwa vifaa vyote vya kukasirisha na vya conductive, teknolojia inapanua sana anuwai ya vifaa vinavyotumika juu ya separators ya kawaida ya electrostatic. Kwa kuwa mchakato wa triboelectrostatic ni kavu kabisa, matumizi yake huondoa haja ya kukausha vifaa na utunzaji wa taka ya kioevu kutoka kwa michakato ya flotation.

GHARAMA YA UTENGANISHAJI WA UKANDA WA TRIBOELECTROSTATIC

Kulinganisha na Flotation ya kawaida kwa Barite

Utafiti wa gharama ya kulinganisha uliagizwa na STET na uliofanywa na Soutex Inc. Soutex ni kampuni ya uhandisi ya Quebec Canada yenye uzoefu mkubwa katika flotation ya mvua na tathmini ya mchakato wa kujitenga kwa umeme na kubuni. Utafiti huo ulilinganisha mtaji na gharama za uendeshaji wa mchakato wa kutenganisha ukanda wa triboelectrostatic na flotation ya kawaida ya froth kwa manufaa ya madini ya barite ya daraja la chini‐. Teknolojia zote mbili zinaboresha barite kwa kuondolewa kwa imara za chini za wiani, hasa quartz, Kutengeneza Taasisi ya Petroli ya Marekani (API) drilling daraja barite na SG kubwa kuliko 4.2 g/ml. Matokeo ya flotation yalitokana na tafiti za mimea ya majaribio zilizofanywa na Maabara ya Taifa ya Mettalurgical ya India "NML (2004)". Triboelectrostatic ukanda kujitenga matokeo walikuwa msingi wa masomo ya majaribio kupanda kwa kutumia ores sawa kulisha. Utafiti wa kiuchumi wa kulinganisha ulijumuisha maendeleo ya mtiririko, usawa wa nyenzo na nishati, vifaa vikuu vya ukubwa na nukuu kwa michakato ya kutenganisha ukanda wa triboelectrostatic. Msingi wa karatasi zote mbili ni sawa, Usindikaji 200,000 t/y ya kulisha barite na SG 3.78 kuzalisha 148,000 t / y ya kuchimba daraja barite bidhaa na SG 4.21 g/ml. Makadirio ya mchakato wa flotation hayakujumuisha gharama yoyote ya maji ya mchakato, au matibabu ya maji.

Flowsheets walikuwa yanayotokana na Soutex kwa ajili ya mchakato barite flotation (Kielelezo 6), na mchakato wa kujitenga kwa ukanda wa triboelectrostatic (Kielelezo 7).

8

Kielelezo 6 Barite flotation process flowsheet

9

Kielelezo 7 Barite triboelectrostatic ukanda separation mchakato flowsheet

Karatasi hizi za mtiririko hazijumuishi mfumo wa kuponda ore mbichi, ambayo ni ya kawaida kwa teknolojia zote mbili. Kulisha kusaga kwa ajili ya kesi flotation ni kukamilika kwa kutumia mvua pulp mpira kinu na cyclone classifier. Kulisha kusaga kwa ajili ya kesi ya kujitenga ukanda triboelectrostatic ni kukamilika kwa kutumia kavu, wima roller kinu na classifier muhimu nguvu.

Triboelectrostatic ukanda kujitenga flowsheet ni rahisi kuliko flotation. Utengano wa ukanda wa Triboelectostatic unapatikana katika hatua moja bila kuongeza reagents yoyote ya kemikali, ikilinganishwa na flotation ya hatua tatu‐na asidi ya oleic inayotumiwa kama mkusanyaji wa barite na sodiamu silicate kama unyogovu kwa gangue ya silica. flocculant pia huongezwa kama reagent kwa thickening katika kesi ya flotation ya barite. Hakuna vifaa vya kusasha na kukausha inahitajika kwa kujitenga kwa ukanda wa triboelectrostatic, ikilinganishwa na thickeners, vibonye vichujio, na dryers rotary required kwa ajili ya mchakato barite flotation.

10

MAREJEO

1.Blin, P & Dion‐Ortega, A (2013) Juu na Kavu, Jarida la CIM, vol. 8, La. 4, Pp. 48‐51.

2.Mzee, J. & Yan, E (2003) eForce.‐ Kizazi kipya zaidi cha kitenganishi cha elektroniki kwa sekta ya mchanga wa madini, Mkutano wa Madini Mazito, Johannesburg, Taasisi ya Madini ya Afrika Kusini na Metallurgy.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Mapitio ya Mbinu za Utenganishaji wa Umeme, Sehemu 1: Vipengele vya msingi, Madini & Usindikaji wa Metallurgical, vol 17, La. 1 Pp 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Mapitio ya Mbinu za Utenganishaji wa Umeme, Sehemu 2: Mazingatio ya Vitendo, Madini & Usindikaji wa Metallurgical, vol 17, La. 1 pp 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Potash, Sura katika Ukweli wa Madini na Matatizo: 1985 Toleo, Ofisi ya Madini ya Marekani, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Electrostatic Separation ya Potash Ores, Patent ya Marekani # 3,885,673.

7.Bidhaa, L, Beier, P, & Stahl, Mimi (2005) Utenganisho wa Electrostatic, Wiley‐VCH verlag, GmbH & Co.

8.Fraas, F (1962) Electrostatic kujitenga ya Vifaa Granular, Ofisi ya Madini ya Marekani, Bulletin 603.

9.Fraas, F (1964), Pretreatment ya madini kwa ajili ya kujitenga electrostatic, Patent ya Marekani 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Feed mambo ya maandalizi kuathiri ufanisi wa kujitenga electrostatic, Magnetic na Umeme Separation, vol 8 pp 161‐173.

11.Inculet, Mimi (1984) Ugawaji wa Madini ya Electrostatic, Electrostatics na Mfululizo wa Maombi ya Electrostatic, Mafunzo ya Utafiti Waandishi wa Habari, Ltd, John Wiley & Wana, Inc.

12.Feasby, D (1966) Utengano wa Bure wa Elektroniki wa Phosphate na Calcite, Maabara ya Utafiti wa Madini, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, na 3038, Kitabu cha 212, Ripoti ya Maendeleo.

13.Stencel, J & Jiang, X (2003) Usafiri wa mapafu, Triboelectric Beneficiation kwa ajili ya Florida Phosphate Viwanda, Taasisi ya Utafiti wa Phosphate ya Florida, Chapisho La. 02‐149‐201, Desemba.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Gharama ya Triboelectric, Mali ya Electrophysical na Uwezo wa Umeme wa Kutibiwa Feldspar ya Kemikali, Quartz, Na Wollastonite, Magnetic na Umeme Separation, vol 11, no 1‐2 pp 9‐32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Ushawishi wa athari za uso juu ya kujitenga kwa elektroni ya zircon na rutile, Mkutano wa 6 wa Kimataifa wa Madini mazito, Taasisi ya Madini ya Kusini mwa Afrika na Metallurgy.

16.Celik, M na Yasar, E (1995) Athari za Joto na Impurities juu ya Ugawaji wa Electrostatic wa Vifaa vya Boron, Madini uhandisi, vol. 8, La. 7, Pp. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Vidokezo juu ya Kukauka kwa Utengano wa Electrostatic ya Chembe, AIME Tec. Pub 2257, Novemba.

18.NML (2004) Beneficiation ya chini daraja barite (matokeo ya mmea wa majaribio), Ripoti ya Mwisho, Maabara ya Taifa ya Metallurgical, Jamshedpur India, 831 007

13