Các ứng dụng mở rộng trong khô tách khoáng sản Triboelectric

Mở rộng ứng dụng trong giặt Triboelectric

Ly thân của các khoáng chất

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

ST thiết bị & Công nghệ LLC, Needham Massachusetts 02494 HOA KỲ

Điện thoại: +1‐781‐972‐2300, thư điện tử: jbittner@titanamerica.com

TÓM TẮT

ST thiết bị & Công nghệ, LLC (STET) đã phát triển một hệ thống xử lý dựa trên phân tách vành đai triboelectrostatic cung cấp cho ngành công nghiệp chế biến khoáng sản một phương tiện để beneficiate vật liệu tốt đẹp với một công nghệ hoàn toàn khô. Trái ngược với các quá trình điện phân tách khác thường được giới hạn lớn hơn 75μm kích thước hạt, phân cách vành đai triboelectric là lý tưởng cho việc tách rất tốt đẹp (<1Μm) để vừa thô (300Μm) hạt với băng thông cao. Sự chia tách multi‐stage cao hiệu quả thông qua nội bộ sạc/nạp tiền và kết quả cao hơn nhiều so đứt có thể đạt được với một free‐ thông thường single‐stage thùng rơi máy phân loại triboelectrostatic. Công nghệ phân cách vành đai triboelectric đã được sử dụng để tách một loạt các vật liệu bao gồm hỗn hợp của thủy tinh này/carbon, canxit/thạch anh, Tan/Magnesit, và barit/thạch anh. Một so sánh kinh tế bằng cách sử dụng triboelectrostatic vành đai tách so với thông thường nổi cho barit / thạch anh tách minh hoạ những lợi thế của khô chế biến khoáng sản.

Từ khóa: khoáng sản, khô ly thân, Barit, triboelectrostatic sạc, vành đai tách, Fly ash

GIỚI THIỆU

Thiếu tiếp cận với nước ngọt đang trở thành một nhân tố chính ảnh hưởng đến tính khả thi của dự án khai thác khoáng sản trên toàn thế giới. Theo Hubert Fleming, cựu giám đốc toàn cầu cho nở nước, "Tất cả các dự án khai thác khoáng sản trên thế giới mà đã được dừng lại hoặc bị chậm lại trong những năm qua, nó đã, trong hầu hết 100% Các trường hợp, một kết quả của nước, trực tiếp hay gián tiếp"Blin (2013). Phương pháp khô chế biến khoáng sản cung cấp một giải pháp cho vấn đề này hiện ra lờ mờ.

Phương pháp chia tách ẩm ướt như tuyển nổi yêu cầu bổ sung các chất thử hóa học mà phải được xử lý một cách an toàn và xử lý một cách có trách nhiệm với môi trường. Chắc chắn là không thể hoạt động với 100% recycle nước, yêu cầu xử lý ít phần của quá trình nước, có khả năng chứa một lượng theo dõi phản ứng hóa học.

Các phương pháp khô như tách tĩnh điện sẽ loại bỏ sự cần thiết cho nước ngọt, và cung cấp khả năng để giảm chi phí. Một trong những phát triển mới hứa hẹn nhất trong khô khoáng đứt là tách vành đai triboelectrostatic. Công nghệ này đã mở rộng phạm vi kích thước hạt với các hạt tốt hơn so với thông thường tách tĩnh điện công nghệ, vào phạm vi mà chỉ nổi đã thành công trong quá khứ.

1

Con số 2. Các chi tiết của tách khu

Quá trình này là hoàn toàn khô, yêu cầu không có tài liệu bổ sung và sản xuất không phát thải chất thải nước hoặc không khí. Trong trường hợp của carbon từ fly ash đứt, Các tài liệu thu hồi bao gồm fly ash giảm carbon nội dung mức độ phù hợp để sử dụng như một hỗn hợp pozzolanic trong bê tông, và một phần nhỏ cacbon cao mà có thể được đốt cháy điện tạo ra thực vật. Sử dụng cả hai dòng sản phẩm cung cấp một 100% giải pháp cho fly ash xử lý vấn đề.

Phân cách vành đai triboelectrostatic là tương đối nhỏ gọn. Máy được thiết kế để xử lý 40 tấn mỗi giờ là khoảng 9.1 mét (30 ft) dài, 1.7 mét (5.5 ft.) rộng và 3.2 mét (10.5 ft.) cao. Sự cân bằng cần thiết của nhà máy bao gồm các hệ thống để truyền đạt nguyên liệu khô đến và đi từ dấu phân cách. Nhỏ gọn của hệ thống cho phép sự linh hoạt trong thiết kế lắp đặt.

Con số 3. Thương mại triboelectrostatic vành đai tách

So sánh với các quá trình điện phân tách khác

Công nghệ tách vành đai triboelectrostatic rất nhiều mở rộng phạm vi của các vật liệu có thể là beneficiated bởi quá trình sơn tĩnh điện. Các quá trình điện được sử dụng phổ biến nhất dựa vào sự khác biệt trong độ dẫn điện của vật liệu được tách ra. Trong các quá trình, vật liệu phải liên hệ với một căn cứ trống hoặc mảng thông thường sau khi các vật liệu hạt tiêu cực được trả bởi một xả corona ionizing. Vật liệu dẫn điện sẽ mất phí của họ một cách nhanh chóng và được ném từ trống. Các tài liệu non‐conductive tiếp tục để thu hút các trống từ các

3

phí sẽ tiêu tan chậm hơn và sẽ giảm hoặc chải từ trống sau khi tách khỏi các vật liệu tiến hành. Các quá trình này được giới hạn trong khả năng do tiếp xúc cần thiết của mỗi hạt để trống hoặc tấm. Hiệu quả của số liên lạc sạc quá trình cũng được giới hạn trong các hạt của về 100 Μm hoặc lớn hơn kích thước do cả hai nhu cầu liên hệ với các tấm căn cứ và cần thiết hạt flow dynamics. Các hạt kích thước khác nhau cũng sẽ có động lực học dòng chảy khác nhau do quán tính tác dụng và sẽ dẫn đến thoái hóa nghiêm trọng chia ly. Sơ đồ sau (Con số 4) minh họa các tính năng cơ bản của loại phân cách.

Con số 4. Trống điện phân cách "người cao tuổi (2003)"

Triboelectrostatic đứt là không giới hạn để tách dẫn điện / non‐Conductive vật liệu nhưng phụ thuộc vào hiện tượng nổi tiếng của phí chuyển tiếp xúc ma sát của các vật liệu hóa học bề mặt không giống nhau. Hiện tượng này đã được sử dụng trong các quá trình tách "rơi tự do" trong nhiều thập niên. Một quá trình được minh họa trong hình 5. Thành phần của một hỗn hợp các hạt đầu tiên phát triển các chi phí khác nhau bằng cách liên hệ hoặc với một bề mặt kim loại, hoặc bằng hạt để hạt liên hệ với một giường fluidized cho thiết bị. Khi các hạt rơi thông qua lĩnh vực điện trong vùng cực, mỗi hạt quỹ đạo chệch hướng về phía điện cực đối diện phí. Sau khi một khoảng cách nhất định, bộ sưu tập thùng được sử dụng để tách các dòng suối. Thông thường cài đặt đòi hỏi nhiều công đoạn tách với thùng của một phần nhỏ middling. Một số thiết bị sử dụng một dòng ổn định của khí để hỗ trợ truyền đạt của các hạt thông qua khu vực điện cực.

4

Con số 5. Máy phân loại triboelectrostatic "Rơi tự do"

Loại rơi tự do tách này cũng có những giới hạn trong kích thước hạt vật liệu có thể được xử lý. Các dòng chảy trong khu vực điện cực phải được kiểm soát để giảm thiểu nhiễu loạn để tránh "bôi xấu" của sự chia tách. Quỹ đạo của hạt mịn là nhiều hơn thực hiện bởi nhiễu loạn vì các khí động học kéo lực lượng trên hạt mịn là lớn hơn nhiều so với lực hấp dẫn và sơn tĩnh điện. Các hạt rất mịn sẽ cũng có xu hướng thu thập trên bề mặt điện cực và phải được gỡ bỏ bằng một số phương pháp. Hạt của ít hơn 75 Μm không thể được tách ra một cách hiệu quả.

Một hạn chế là các hạt tải trong khu vực điện cực phải thấp để ngăn chặn hiệu ứng không gian phí, có giới hạn tốc độ xử lý. Qua vật liệu điện cực Khu vốn kết quả trong một ly single‐stage, vì không có khả năng cho re‐charging của các hạt. Do đó, Multi‐Stage hệ thống được yêu cầu cho việc cải thiện mức độ tách bao gồm re‐charging của vật liệu tiếp xúc sau đó với một thiết bị sạc pin. Kết quả thiết bị khối lượng và độ phức tạp tăng cho phù hợp.

Trái ngược với các quá trình tách tĩnh điện có sẵn khác, phân cách vành đai triboelectrostatic là lý tưởng cho việc tách rất tốt đẹp (<1 Μm) để vừa thô (300Μm) vật liệu rất cao throughputs. Triboelectric hạt sạc là có hiệu quả cho một loạt các vật liệu và chỉ đòi hỏi hạt-hạt liên hệ. Khoảng cách nhỏ, cao điện trường, Số lượt truy cập hiện tại dòng chảy, kích động mạnh mẽ particle‐particle và self‐cleaning hành động của vành đai trên các điện cực là tính năng quan trọng của dấu phân cách. Sự chia tách multi‐stage cao hiệu quả thông qua sạc / nạp và nội bộ thùng kết quả là cao hơn nhiều so đứt và có hiệu quả trên chất liệu tốt không thể được tách ra ở tất cả bởi các kỹ thuật thông thường.

5

CÁC ỨNG DỤNG CỦA TRIBOELECTROSTATIC ĐAI CHIA LY

Fly Ash

Công nghệ tách vành đai triboelectrostatic đã lần đầu tiên được áp dụng trong công nghiệp để chế biến thành tro than đốt bay trong 1995. Cho các ứng dụng tro bay, công nghệ đã được hiệu quả trong việc tách hạt carbon từ đốt than, chưa đầy đủ, từ các hạt khoáng vật thủy tinh aluminosilicate trong tro bay. Công nghệ đã được cụ trong việc cho phép tái chế của mineral‐rich flyash trong sản xuất bê tông xi măng thay thế. Kể từ khi 1995, 19 triboelectrostatic vành đai tách đã hoạt động tại Hoa Kỳ, Canada, VƯƠNG QUỐC ANH, và Ba Lan, chế biến hơn 1,000,000 tấn tro bay hàng năm. Công nghệ bây giờ cũng là ở Châu á với dấu phân cách đầu tiên được cài đặt tại Hàn Quốc năm nay. Lịch sử công nghiệp của fly ash tách được liệt kê trong bảng 1.

Bàn 3. Ví dụ, khoáng sản đứt bằng cách sử dụng triboelectrostatic vành đai tách

Sử dụng dấu phân cách vành đai triboelectrostatic đã chứng minh hiệu quả beneficiate nhiều hỗn hợp khoáng sản. Kể từ khi phân tách có thể xử lý các vật liệu với kích thước hạt từ khoảng 300 Μm để ít hơn 1 Μm, và tách triboelectrostatic có hiệu quả cho các vật liệu cách điện và dẫn điện, công nghệ rất nhiều mở rộng phạm vi áp dụng nguyên liệu qua máy tách tĩnh điện thông thường. Kể từ khi quá trình triboelectrostatic là hoàn toàn khô, sử dụng nó giúp loại bỏ sự cần thiết cho vật liệu sấy và xử lý chất thải lỏng, xử lý từ quá trình nổi.

CHI PHÍ CỦA TRIBOELECTROSTATIC VÀNH ĐAI TÁCH

So với thông thường nổi cho barit

Một so sánh chi phí học tập được ủy nhiệm bởi STET và thực hiện bởi Soutex Inc. Soutex là một Quebec Canada dựa trên công ty kỹ thuật giàu kinh nghiệm trong cả hai ướt nổi và sơn tĩnh điện chia tách quá trình thẩm định và thiết kế. Nghiên cứu so sánh vốn và các chi phí hoạt động của triboelectrostatic vành đai tách quá trình thông thường tuyển nổi cho beneficiation một quặng barit low‐grade. Cả hai công nghệ nâng cấp barit bằng cách loại bỏ các chất rắn mật độ thấp, chủ yếu là thạch anh, để sản xuất một viện dầu khí Mỹ (API) khoan lớp barit với SG lớn hơn 4.2 g/ml. Kết quả nổi được dựa trên các nghiên cứu thí điểm thực vật tiến hành bởi Ấn độ quốc gia Mettalurgical phòng thí nghiệm "NML (2004)". Triboelectrostatic vành đai tách kết quả dựa trên các nghiên cứu thí điểm thực vật bằng cách sử dụng tương tự như nguồn cấp dữ liệu quặng. Nghiên cứu so sánh kinh tế bao gồm phát triển flowsheet, cân bằng vật chất và năng lượng, Kích thước thiết bị chính và các báo giá cho quá trình tách vành đai nổi và triboelectrostatic. Cơ sở cho flowsheets cả là như nhau, chế biến 200,000 t/y of barit ăn với SG 3.78 để sản xuất 148,000 t/y khoan sản phẩm barit cấp với SG 4.21 g/ml. Dân số ước tính của quá trình nổi không bao gồm bất kỳ chi phí nào cho quá trình nước, hoặc xử lý nước.

Flowsheets đã được tạo ra bởi Soutex cho quá trình nổi barit (Con số 6), và quá trình tách vành đai triboelectrostatic (Con số 7).

8

Con số 6 Barit nổi quá trình flowsheet

9

Con số 7 Barit triboelectrostatic vành đai tách quá trình flowsheet

Đề tài flowsheets không bao gồm một quặng thô nghiền hệ thống, đó là phổ biến cho cả hai công nghệ. Máy mài nguồn cấp dữ liệu cho trường hợp nổi được thực hiện bằng cách sử dụng quả bóng nhà máy bột giấy ướt với cyclone loại. Nghiền thức ăn chăn nuôi đối với trường hợp tách vành đai triboelectrostatic được thực hiện bằng cách sử dụng một Giặt, mill dọc con lăn với các loại năng động không thể thiếu.

Triboelectrostatic vành đai tách flowsheet là đơn giản hơn nổi. Triboelectostatic vành đai tách là đạt được trong một giai đoạn duy nhất mà không cần bổ sung bất kỳ phản ứng hóa học, so với three‐stage nổi với axit oleic được sử dụng như là một nhà sưu tập cho barit và silicat natri là một trầm cảm cho các silica. Một flocculant cũng được thêm vào như là một chất thử cho dày lên trong trường hợp nổi barit. Được yêu cầu triboelectrostatic vành đai tách không dewatering và thiết bị sấy khô, so với thickeners, bộ lọc ép, và xoay máy sấy cần thiết cho quá trình nổi barit.

10

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Blin, P & Dion‐Ortega, A (2013) Cao và khô, Tạp chí CIM, Vol. 8, Không. 4, PP. 48‐51.

2.Người cao tuổi, J. & Yan, E (2003) eForce. ‐ sands thế hệ mới nhất của tĩnh điện phân cách các khoáng vật công nghiệp, Hội nghị các khoáng vật nặng, Jôhannexbơc, Nam Phi viện khai khoáng và luyện kim.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa,K, & Foressberg, K (2000), Xem xét các phương pháp điện ly, Một phần 1: Khía cạnh cơ bản, Khoáng sản & Chế biến ngành luyện kim, Vol 17, Không. 1 PP 23 – 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Foressberg, K (2000), Xem xét các phương pháp điện ly, Một phần 2: Cân nhắc thiết thực, Khoáng sản & Chế biến ngành luyện kim, Vol 17, Không. 1 PP 139‐ 166.

5.Searls, J (1985) Kali, Chương trong sự kiện khoáng sản và các vấn đề: 1985 Phiên bản, Hoa Kỳ cục của các mỏ, Washington DC.

6.Berthon, R & Bichara, M, (1975) Tĩnh điện tách kali quặng, Bằng sáng chế Hoa Kỳ # 3,885,673.

7.Thương hiệu, L, Beier, P, & Stahl, Tôi (2005) Sơn tĩnh điện chia ly, Wiley‐VCH verlag, GmbH & Co.

8.Fraas, F (1962) Tĩnh điện chia tách các chi tiết vật liệu, Cục mỏ, Bản tin 603.

9.Fraas, F (1964), Pretreatment của khoáng vật tách sơn tĩnh điện, Bằng sáng chế Hoa Kỳ 3,137,648.

10.Lindley, K & Rowson, N (1997) Nguồn cấp dữ liệu để chuẩn bị các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của tĩnh điện chia ly, Tách từ trường và điện, Vol 8 PP 161‐173.

11.Inculet, Tôi (1984) Tách khoáng sơn tĩnh điện, Electrostatics và hàng loạt ứng dụng tĩnh điện, Nghiên cứu nghiên cứu báo chí, Công ty TNHH, John Wiley & Con trai, Inc.

12.Feasby, D (1966) Free‐Fall sơn tĩnh điện chia tách của Phosphate và canxit hạt, Phòng thí nghiệm nghiên cứu khoáng vật, Phòng thí nghiệm Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, và 3038, cuốn sách 212, Báo cáo tiến độ.

13.Stencel, J & Giang Trạch dân, X (2003) Vận chuyển bằng khí nén, Triboelectric Beneficiation cho ngành công nghiệp Phosphate Florida, Florida Institute Phosphate nghiên cứu, Không có công bố. 02‐149‐201, Tháng mười hai.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, K (2002), Triboelectric phí, Thuộc tính Electrophysical và điện Beneficiation tiềm năng của hóa trị fenspat, Thạch anh, và Wollastonite, Tách từ trường và điện, Vol 11, không có 1‐2 pp 9‐32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Ảnh hưởng của các hiệu ứng bề mặt ngày chia tay tĩnh điện của zircon, rutil, Hội nghị quốc tế các khoáng vật nặng 6, Miền nam châu Phi viện của khai thác khoáng sản và luyện kim.

16.Celik, M và Đức Sơn, E (1995) Tác dụng của nhiệt độ và các tạp chất vào tĩnh điện phân tách nguyên liệu Bo, Khoáng sản kỹ thuật, Vol. 8, Không. 7, PP. 829‐833.

17.Fraas, F (1947) Chú thích trên máy sấy khô tĩnh điện chia ly Các hạt, AIME Tec. Quán rượu 2257, Tháng mười một.

18.MM / (2004) Beneficiation của lớp thấp barit (kết quả thí điểm thực vật), Báo cáo cuối cùng, Phòng thí nghiệm quốc gia luyện kim, Jamshedpur Ấn Độ, 831 007

13