Обогащение бокситов минералов с помощью разделителя Triboelectric пояса

Скачать PDF

Аннотация

SОборудование T & Технология, ООО (СТЕТ) разработал систему, которая обеспечивает индустрии переработки полезных ископаемых средства получили прекрасные материалы с полностью сухой технологии обработки разделения Трибо электростатический пояса. В отличие от других процессов электростатической сепарации, которые обычно ограничиваются частицы больше, чем 75µm в размер, triboelectric пояс сепаратора идеально подходит для разделения очень тонкой (<1мкм) для умеренно грубый (300мкм) частицы с очень высокой пропускной способностью. Triboelectric пояс сепаратора технология использовалась для разделения широкий спектр материалов, включая золы сжигания угля, кальцит/кварц, Тальк/магнезита, Барит/кварц, и фельдшпат/кварц. Представлены результаты разделения, описывающие поведение Трибо зарядка для бокситов минералов.

Введение
Отсутствие доступа к пресной воде становится одним из основных факторов, влияющих на возможности горнодобывающих проектов по всему миру. По словам Флеминг Хьюберт, бывший директор глобальной для воды люк, «Из всех проектов добычи в мире, которые либо были остановлены или замедлились за прошедший год, Он был, в почти 100% случаев, в результате вода, прямо или косвенно».1 методы сухой переработки минерального сырья предлагают решения этой надвигающейся проблемы.

Сухие методы, такие как электростатической сепарации устранит потребность в пресной воде, и открывают возможности для сокращения расходов. Методы электрического разделения, которые используют контакты, или Трибо электрические, Зарядка, особенность интересно из-за их потенциальной отделить широкий спектр смесей, содержащих токопроводящих, изоляционные, и полупроводниковая частиц.

Трибо электрический Зарядка происходит, когда дискретный, разнородных частицы сталкиваются друг с другом, или с поверхности третьего, что приводит к поверхности заряд разница между типами двух частиц. Знака и величины разницы заряд частично зависит от разницы в Энергия сродства к электрону (или работы функции) между типами частиц. Разделение затем может быть достигнуто с помощью внешне приложенного электрического поля.

Этот метод был использован промышленно в сепараторы типа вертикального падения. В сепараторах свободного падения, частицы сначала получить заряд, затем падают самотеком через устройство с противоположных электродов, которые применяются сильного электрического поля, чтобы отвлечь траектории частиц согласно знак и масштабы их поверхности charge.2 падения сепараторы могут быть эффективными для грубых частиц, но не эффективны при обработке частиц мельче, чем о 0.075 Кому 0.1 mm.3,4, один из наиболее многообещающих новых разработок в сухих минеральных цветоделение является Трибо электростатический пояс сепаратора. Эта технология расширила диапазон размеров частиц до тонких частиц, чем обычные электростатической сепарации технологий, в диапазон, где была успешной в прошлом только флотации.

Трибо электростатический пояса разделения
В Трибо электростатический пояс сепаратора (Рисунок 1 и фигура 2), материал подается в тонких разрыв 0.9 – 1.5 между двух параллельных плоские электроды см. Частицы заряжаются triboelectrically interparticle контакты. Например, в случае сжигания угля зола, смесь частиц углерода и минеральных частиц, положительно заряженные углерода и отрицательно заряженный минеральных привлекают противоположных электродов. Частицы затем сметены движущихся открытого mesh ленточная и передал в противоположных направлениях. Пояса перемещает частицы, прилегающих к каждый электрод на противоположных концах разделителя. Электрическое поле нужно переместить только частицы крошечную часть сантиметр для перемещения частиц из влево перемещение в право перемещение поток. Противотока сепарации частиц и постоянное triboelectric зарядки углеминеральных столкновения предусматривает разделение многоступенчатый и приводит к отличным чистоты и восстановления в блок один проход. Высокая скорость позволяет также очень высокой производительностью, до 40 тонн в час на один сепаратор. Контролируя различных параметров процесса, Например, скорость ленты, кормить точки, зазор электрода и скорость подачи, прибор производит низкоуглеродистых золы на содержание углерода 2 % ± 0.5% от подачи золы диапазоне углерода от 4% для более 30%.

belt separator

Конструкция сепаратора является относительно простой. Пояса и связанные ролики являются только движущихся частей. Электроды, стационарные и состоит из должным образом прочного материала. Пояс изготовлен из пластического материала. Длина электрода сепаратор составляет примерно 6 метров (20 футов) и ширина 1.25 метров (4 футов) полный размер коммерческих единиц. Потребляемая мощность менее 2 киловатт-час на тонну материала, обработанных с большей мощности, потребляемой двумя моторами, приводной ремень.

separation zone

Этот процесс является полностью сухой, требует без дополнительных материалов и производит без выбросов отходов воды или воздуха. В случае углерода от золы цветоделения, Восстановленные материалы состоят из летучей золы, снижение содержания углерода до уровня, пригодного для использования в качестве пуццолановых добавка в бетон, и небольшая высоким содержанием углерода, которые могут быть записаны в электроэнергии завод. Использование обоих потоков продукции обеспечивает 100% решение проблем утилизации золы уноса. Для минеральных цветоделения, обработке бокситов, например, Сепаратор предоставляет технологии для сокращения использования воды, продлить жизнь резерва и/или восстановить и переработке отходов.

Трибо электростатический пояс сепаратора относительно компактные. Машина, предназначенная для обработки 40 тонн в час составляет примерно 9.1 метров (30 футов) длинный, 1.7 метров (5.5 футов) широкий и 3.2 метров (10.5 футов) высокая. Необходимый баланс завода состоит из систем передать сухой материал от разделителя и. Компактность системы обеспечивает гибкость в установке конструкций.

commercial-turbo

Трибо электростатический пояса сепарационные технологии надежные и проверенные промышленно, и был впервые применен промышленно к обработке сгорания угольной летучей золы в 1995. Технология эффективного разделения частиц углерода от неполного сгорания угля, из минеральных частиц стекловидный алюмосиликатных в летучей золы. Технология была инструментом, позволяющим переработки золы богатых минеральными ресурсами как замена цемента в производстве бетона. Начиная с 1995, над 20,000,000 обработаны тонн золы уноса 19 Трибо электростатический пояса сепараторы установлены в США, Канада, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ, Польша, и Южная Корея. Промышленной истории разделения золы, перечисленных в Таблица 1.

Таблица 1. Промышленное применение Трибо электростатический пояса разделения золы

Утилита / электростанцияМестоположениеНачало коммерческой деятельностиДетали объекта
Duke Энергия – станция RoxboroСеверная Каролина США19972 Сепараторы
Talen энергии- Брэндон берегаМэриленд США19992 Сепараторы
Шотландские власти- Longannet станция Шотландия-Великобритания20021 Сепаратор
Джексонвилле электро St. Джонс реки питания паркСША Флорида20032 Сепараторы
Южного Миссисипи электрического питания - РД. МорроуСША, Миссисипи20051 Сепаратор
Нью-Брансуик мощность BelleduneНью-Брансуик Канада20051 Сепаратор
RWE npower Дидкоте станция Англия20051 Сепаратор
Остров энергии Бруннеру Talen станцияПенсильвания США20062 Сепараторы
Станции электрические биг бенд ТампаСША Флорида20083 Сепараторы
двухпроходный очистки
RWE npower-Aberthaw станцияУэльс-Великобритания20081 Сепаратор
ЕФР энергии Запад Бертон станцияАнглия20081 Сепаратор
ЗГП (Лафарж Цемент Ciech Janikosoda СП)Польша20101 Сепаратор
Корея Юго-мощность- YeongheungЮжная Корея20141 Сепаратор
PGNiG Termika-SierkirkiПольша20181 Сепаратор
Taiheiyo цемента компании-chichibu.Япония20181 Сепаратор
Армстронг золы- Орел цементаФилиппиныЗапланированные 20191 Сепаратор
Корея Юго-мощность- SamcheonpoЮжная КореяЗапланированные 20191 Сепаратор

Трибо электростатической сепарации минералов бокситов
Оборудование ST & Технология (СТЕТ) выполнено скамейка масштаба сухой Трибо электростатической сепарации тестирование на нескольких образцов минералов бокситов. Ниже перечислены образцы в Таблица 2.

Таблица 2. Свойства образцов бокситов, проверены Стет

 ОписаниеЖелаемый продукт & Цели
Пример 1ROM бокситовВосстановление Al2O3
Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2
Пример 2ПЛК (Частично Lateritized Khondalite)Восстановление Al2O3
Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2
Пример 3Красный шламВосстановления Fe2O3
Уменьшить SiO2, Al2O3, TiO2
Пример 4ROM бокситов шламовВосстановление Al2O3
Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2

Химический состав для всех образцов корма и отдельный продукт был измерен рентгенофлуоресцентный (РФА) с помощью системы WD-XRF. Результаты химического анализа для подачи образцов приведены ниже в Таблица 3.

Таблица 3. Химические свойства образцов бокситов, проверены Стет

 Al2O3 wt.%
Fe2O3 wt.%
SiO2 wt.%SiO2 wt.%LOI wt.%
Пример 143.7 25.93.92.323.6
Пример 234.919.428.52.114.7
Пример 319.052.16.74.911.1
Пример 434.623.218.04.418.8

Размер частиц был измерен лазерной частиц размер измерения с помощью сухой пневматического распыления. Результаты для подачи образцов приведены ниже в Таблица 4.

Таблица 4. Размер частиц образцов бокситов, проверены Стет

 D10
микрон
D50
микрон
D90
микрон
D90
микрон
Пример 121973118
Пример 2245575898
Пример 3127212325
Пример 4175993

Образцы были отделены с помощью разделителя benchtop Стет. Benchtop разделитель используется для скрининга для доказательства Трибо электростатического заряда и определить, если материал является хорошим кандидатом для электростатического обогащения. Основное различие между benchtop разделитель и разделители экспериментальных и коммерческого масштаба является длина разделителя benchtop приблизительно 0.4 раза в длину-пилот масштаба и коммерческих подразделений. В качестве разделителя эффективности является функцией длины электрода, лабораторных испытаний не может использоваться в качестве заменителя для экспериментального тестирования. Пилотные испытания необходимо определить степень разделения, что процесс Стет может достичь, и определить, если процесс Стет можно встретить продукт цели под данной скорости подачи. Вместо этого, benchtop разделителя используется чтобы исключить кандидата материалы, которые вряд ли продемонстрировать каких-либо значительных разделения на уровне экспериментальных. Результаты, полученные на шкале скамье будет неоптимизированный, и является разделение отметил, что меньше, чем который будет отмечаться коммерческих размера Стет сепаратор.

bench-scale

Тестирование с сепаратором benchtop Стет продемонстрировал значительные перемещения Al2O3 с большинство исследованных образцов. В трех из четырех образцов, проверены Стет, было отмечено значительное перемещение Al2O3. В дополнение, другие основные элементы Fe2O3, SiO2 и TiO2 продемонстрировал значительные движения в большинстве случаев. В образце 1, Пример 3 Пример и 4, движение потери при прокаливании (LOI) Затем движение Al2O3. Движение основных элементов показано ниже в Рисунок 5.

Сепаратор STET представляет собой процесс физического разделения и выборочно отделяет минеральные фазы на основе трибозарядки, поверхностное явление. Степень, в которой минералы восприимчивы к трибозарядки в некоторых случаях может быть предсказано с помощью консультаций трибоэлектрической серии, но в случае сложных минеральных дона, часто на практике должны быть определены эмпирически. Резюме свойств трибозарядительных для проверенных образцов показано ниже в Таблица 5.

Таблица 5. Резюме поведения трибозарядки для основных элементов. POS - заряженный положительный, NEG - заряженный отрицательный.

 Al2O3Fe2O3SiO2TiO2LOI
Пример 1PosНЕГНЕГНЕГPos
Пример 2НЕГPosНЕГN/AN/A
Пример 3PosНЕГN/AНЕГPos
Пример 4PosN/AНЕГНЕГPos

Сухая обработка с сепаратором STET предлагает возможности для создания стоимости для производителей бокситов и алюминия. Использование месторождений бокситов более низкого класса может привести к снижению затрат на добычу за счет снижения коэффициентов зачистки и сокращения производства хвостохранилищ. В дополнение, предварительная обработка бокситовые руды сухим трибоэлектростатическим разделением может привести к улучшению экономики рафинирования алюминия за счет поставки более высоких марок бокситов в процесс рафинирования, или за счет уменьшения объемов красной грязи, образуется. В дополнение, более высокое содержание алюминия в красной грязи может позволить для переработки. Представлена сводка идеальных характеристик для металлургического бокситов, а также резюме выгоды сепаратора STET, ниже в Таблица 6.

Таблица 6. Резюме идеальных характеристик для металлургического бокситов.5

Идеальная характеристика сортаВоздействие, если недостаточноНаблюдается с разделением STET
Низкий "реактивный кремний" (1,5% - <3.0%) (kaolinite)Увеличивает едкую эксплуатацию, критическим фактором эксплуатационных расходов.Сокращение общей кремнезема
Высокая извлекаемые глиноземаУвеличивает капитал и эксплуатационные расходы для горнодобывающей промышленности, обработка и грязи.Увеличение глинозема
Низкая органического углеродаПовышение эксплуатационных затрат благодаря уменьшению КПД.
Низкая бемита (<3%)Исключает низкотемпературной обработки, которая может увеличить капитал и эксплуатационные расходы.
Низкая гётит (терпимый в завод высокой температуры или высокой гематит)Замедляет разъяснения, понижает качество продукции и увеличивает потери глинозема через цепь грязи.Снижение общего железа
Низкая влажность (можно создать неудобство пыли, если слишком низкая)Увеличивает капитальные затраты (больше испарение объекта), расход топлива, транспортные расходы.
Содержание железа (в идеале > 5%-<15%)Низкой железа может привести к снижению качества продукции. Высокопрочного чугуна разбавляет содержание глинозема из бокситов.Снижение общего железа
Низкий кварцУвеличивает расходы на техническое обслуживание (износ труб). Увеличивает использование каустических веществ в высокотемпературных растениях.Сокращение общей кремнезема
Низкие примеси и микроэлементыМожет снизить эффективность процесса (Серы, Хлора, Кальция) и качество металла (Галлия, Цинка, Ванадия, Фосфора).
Мягкий и рыхлыйУвеличивает затраты на добычу и шлифовку.
Растворяется легкоУвеличение капитала (большее оборудование для пищеварения) и эксплуатационные расходы.
Низкая титанияМожет увеличить едкие использование в высокотемпературных растениях.Сокращение титании
Низкие карбонатыМожет потребоваться специальная обработка.

Заключение
Трибоэлектростатическое разделение было продемонстрировано как эффективный метод генерации высококачественной бокситовой руды для использования в производстве глинозема. Тестирование с сепаратором benchtop Стет продемонстрировал значительные перемещения Al2O3 с большинство исследованных образцов. В трех из четырех образцов, проверены Стет, было отмечено значительное перемещение Al2O3. В дополнение, другие основные элементы Fe2O3, SiO2 и TiO2 продемонстрировали значительное разделение в большинстве. Сухая обработка с сепаратором STET предлагает возможности для создания стоимости для производителей бокситов и алюминия.

Ссылки

1. Блин, P & Дион Ортега, A (2013) Высокое и сухое, CIM журнал, Vol. 8, Нет. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), Обзор методов электрическое разъединение, Часть 1: Основные аспекты, Полезные ископаемые & Металлургической обработки, Vol. 17, Нет. 1 стр. 23-36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), Обзор методов электрическое разъединение, Часть 2: Практические соображения, Полезные ископаемые & Металлургической обработки, Vol. 17, Нет. 1 стр. 139-166.
4. Ралстон О. (1961) Электростатическое разделение смешанных гранулированных твердых веществ, Издательская компания Elsevier, из печати.
5. Когель, Джессика Эльзеа; Триведи, Никил C; Баркер, Джеймс М; Круковский, Стэнли Т.; Промышленные минералы и скалы: Товаров, Рынки, и использует 7-е издание, (2006), Страницы 237.