Выбрать язык:
Оборудование ST & Технологии ООО (СТЕТ) трибо-электростатический сепаратор ремня идеально подходит для обогащения очень тонко (<1мкм) для умеренно грубый (500мкм) минеральные частицы, с очень высокой пропускной способностью. Экспериментальные данные продемонстрировали способность сепаратора STET облагорашивать образцы бокситов за счет увеличения доступного глинозема при одновременном снижении реакционноспособного и общего кремнезема.. Технология СТЭТ представлена как способ модернизации и предварительного концентрата бокситовых отложений для использования в глиноземном производстве. Сухая обработка с помощью сепаратора STET приведет к снижению эксплуатационных расходов завода за счет снижения потребления каустической соды, экономия энергии за счет уменьшения объема инертных оксидов и уменьшения объема остатков глинозема на заводе (ARR или красная грязь). В дополнение, Технология STET может предложить глиноземным заводам другие преимущества, включая увеличение запасов карьеров, продление срока службы красной грязи удаления сайта, и продленный срок эксплуатации существующих бокситовых шахт за счет улучшения использования карьеров и максимального восстановления. Безводный и химический побок, полученный в процессе STET, может быть пойменно для производства цемента в больших объемах без предварительной обработки, в отличие от красной грязи, которая имеет ограниченное полезное повторное использование.
1.0 Введение
Производство алюминия имеет центральное значение для горнодобывающей и металлургической промышленности и является фундаментальным для различных отраслей промышленности [1-2]. В то время как алюминий является наиболее распространенным металлическим элементом, найденным на земле, в общей сложности около 8% земной коры, как элемент он реактивный и, следовательно, не происходит естественно [3]. Поэтому, алюминиевая руда должна быть уточнена для производства глинозема и алюминия, приводит к значительному поколению остатков [4]. По мере снижения качества бокситовых месторождений во всем мире, генерации остатков увеличивается, создает проблемы для глинозема и алюминия промышленности с точки зрения затрат на переработку, расходы на утилизацию и воздействие на окружающую среду [3].
Основным исходным материалом для переработки алюминия является бокситы, основным коммерческим источником алюминия в мире [5]. Боксит является обогащенным алюминиевым гидроксидом осадочной породы, производства из-за поздней и выветривания пород, богатых оксидами железа, оксиды алюминия, или как обычно содержащие кварц и глины, как каолин [3,6]. Бокситовые породы состоят в основном из алюминиевых минералов гиббсит (Al(ОХ)3), boehmite (В-Ало(ОХ)) и диаспор (А-АЛО(ОХ)) (Таблица 1), и, как правило, смешивается с двумя оксидами железа goethite (FeO(ОХ)) и гематит (Fe2O3), алюминиевая глина минеральная каолинит, небольшое количество анатаза и/или титании (TiO2), Ильменит (FeTiO3) и другие примеси в незначительных или следовых количествах [3,6,7].
Термины тригидрат и моногидрат обычно используются промышленностью для дифференцирования различных типов бокситов. Боксит, который полностью или почти все подшипник гиббсит называется тригидрат руды; если boehmite или диаспор являются доминирующими минералами, то он называется моногидратной рудой [3]. Смеси гиббсита и боэмита распространены во всех видах бокситов, boehmite и диаспор менее распространены, и gibbsite и диаспор редкие. Каждый тип бокситовой руды представляет свои собственные проблемы с точки зрения переработки полезных ископаемых и благотворности для генерации глинозема [7,8].
Таблица 1. Химический состав Гиббзита, Бёхмит и Диаспор [3].
| Химический состав | Гиббсит AL(ОХ)3 или Аль2O3.3H2O | Бёхмит АЛО(ОХ) или Аль2O3.H2O | Диаспор ALO(ОХ) или Аль2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 WT % | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (ОХ) WT % | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Месторождения бокситов распространяются по всему миру, в основном в тропических или субтропических регионах [8]. Добыча бокситов как металлургических, так и неметаллургических руд аналогична добыче других промышленных минералов. Обычно, благосклонности или лечения бокситов ограничивается дробления, Просеивания, Стиральная, и сушка сырой руды [3]. Флотация была использована для модернизации некоторых низкосортных бокситовых или, однако он не оказался весьма избирательным на отказ каолинит, основным источником реактивного кремнезема, особенно в тригидратных бокситах [9].
Основная часть бокситов, производимых в мире, используется в качестве корма для производства глинозема в процессе Bayer, метод влажного химического каустико-выщелачивания, при котором Al_2 O_3 растворяют из бокситовой породы с использованием раствора, богатого каустической содой, при повышенной температуре и давлении [3,10,11]. Впоследствии, основная часть глинозема используется в качестве корма для производства алюминиевого металла в процессе Холл-Эрульт, которая включает в себя электролитическое сокращение глинозема в ванне криолита (Na3AlF6). Это занимает около 4-6 тонн сушеных бокситов для производства 2 t глинозема, который в свою очередь дает 1 t алюминиевого металла [3,11].
Процесс Bayer инициируется путем смешивания промытых и мелко измельченных бокситов с раствором выщелачивания. В результате шлам, содержащий 40-50% твердые вещества затем под давлением и нагревается с паром. На этом этапе часть глинозема растворяется и образует растворимый алюминий натрия (NaAlO2), но из-за присутствия реактивного кремнезема, сложный силикат алюминия натрия также осаждает, что представляет собой потерю глинозема и соды. Полученную суспензию промывают, и остатки, генерируемые (т.е., красная грязь) декантируется. Алюминий алюминий затем осаждается в виде тригидрата алюминия (Al(ОХ)3) через процесс посева. В результате каустической соды раствор рециркулируется в раствор выщелачивания. И наконец, фильтруенный и промытый твердый тригидрат глинозема выстрелит или кальцинируется для производства глинозема [3,11].
Температура выщелачивания может варьироваться от 105 градусов по Цельсию до 290 градусов по Цельсию, а соответствующее давление 390 kPa в 1500 Кпа. Более низкие температуры диапазоны используются для бокситов, в которых почти все имеющиеся глинозема присутствует как gibbsite. Более высокие температуры необходимы для того чтобы digedepositsst бокситы имея большой процент boehmite и diaspore. При температуре 140 градусов Цельсия или менее только группы гиббсита и каолина растворимы в каустической содовой ликере и поэтому такая температура предпочтительна для обработки тригидратной глинозема . При температурах, превышаюих 180 градусов по Цельсию глинозема настоящее время как тригидрат и моногидрат извлекаются в растворе и обе глины и свободного кварца становятся реактивными [3]. Условия эксплуатации, такие как температура, давление и дозировка реагентов зависят от типа бокситов, и поэтому каждый глиноземный завод адаптируется к определенному типу бокситовой руды. Потеря дорогой каустической соды (Naoh) и генерация красной грязи связаны с качеством бокситов, используемых в процессе переработки. В целом, чем ниже Al_2 O_3 содержание бокситов, чем больше объем красной грязи, которая будет генерироваться, как не-Al_2 фазы O_3 отвергаются как красная грязь. В дополнение, чем выше каолинит или реактивный кремнезем содержание бокситов, тем больше красной грязи будет генерироваться [3,8].
Высокосортные бокситы содержат до 61% Al_2 O_3, и многие действующие бокситовые месторождения , как правило, называют неметаллургическим сортом- значительно ниже этого, иногда так низко, как 30-50% Al_2 O_3. Потому что желаемый продукт – это высокая чистота
Al_2 O_3, остальные оксиды в бокситах (Fe2O3, SiO2, TiO2, органический материал) отделены от Al_2 O_3 и отклонены в качестве остатков глинозема (Arr) или красная грязь через процесс Bayer. В целом, низкое качество бокситов (т.е., более низкое содержание Al_2 O_3) больше красной грязи, которая генерируется на тонну продукта глинозема. В дополнение, даже некоторые Al_2 O_3 подшипников минералов, особенно каолинит, производить нежелательные побочные реакции во время процесса переработки и привести к увеличению производства красной грязи, а также потеря дорогих каустических соды химических, большая переменная стоимость в процессе переработки бокситов [3,6,8].
Красная грязь или ARR представляет собой большой и находящийся вызов для алюминиевой промышленности [12-14]. Красная грязь содержит значительные остаточные едкие химические остатки от процесса переработки, и очень щелочной, часто с рН 10 – 13 [15]. Он генерируется в больших объемах по всему миру - по данным Геологической службы США, оценивается глобальное производство глинозема было 121 миллионов тонн в 2016 [16]. Это привело к оценкам 150 миллионов тонн красной грязи, образоваваемых за тот же период [4]. Несмотря на продолжающиеся исследования, красная грязь в настоящее время имеет несколько коммерчески жизнеспособных путей к выгодному повторному использованию. Подсчитано, что очень мало красной грязи выгодно повторно используется во всем мире [13-14]. Вместо этого, красная грязь перекачивается из глиноземного нпз на складские стоянки или свалки, где он хранится и контролируется при больших затратах [3]. Поэтому, как экономические, так и экологические аргументы могут быть сделаны для улучшения качества бокситов до переработки, в частности, если такое улучшение может быть сделано с помощью методов физического разделения с низким энергопотреблением.
В то время как доказанные запасы бокситов, как ожидается, продлятся в течение многих лет, качество резервов, которые могут быть экономически доступны, снижается [1,3]. Для переработчиков, которые занимаются обработкой бокситов для глинозема, и в конечном итоге алюминиевый металл, это вызов как с финансовыми, так и с экологическими последствиями
Сухие методы, такие как электростатическое разделение, могут представлять интерес для бокситической промышленности для предварительной концентрации бокситов до процесса Bayer. Электростатические методы разделения, использующие контакт, или Трибо электрические, зарядка интересна тем, что их потенциал отделить широкий спектр смесей, содержащих проводящие, 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 под действием силы тяжести через устройство с противоположными электродами, которые применяют сильное электрическое поле, чтобы отклонить траекторию частиц в соответствии со знаком и величиной их поверхностного заряда [18]. Сепараторы свободного падения могут быть эффективны для грубых частиц, но не эффективны при обработке частиц тоньше, чем около 0.075 Кому 0.1 мм [19-20]. Одной из самых перспективных новых разработок в области разделения сухих минералов является сепаратор трибо-электростатического пояса. Эта технология расширила диапазон размеров частиц до тонких частиц, чем обычные электростатической сепарации технологий, в диапазон, где была успешной в прошлом только флотации.
Трибо-электростатическое разделение использует различия электрического заряда между материалами, производимыми при контакте поверхности или трибоэлектрической зарядкой. В упрощенном пути, когда два материала находятся в контакте, материал с более высоким сродством для электрос получает электроны, таким образом, изменения отрицательные, При этом материал с нижней электрона сродство обвинения позитивные.
Оборудование ST & Технология (СТЕТ) трибо-электростатический ремень сепаратор предлагает новый маршрут beneficiation предварительно концентрата бокситовы хо. Процесс сухого разделения STET предлагает производителям бокситов или нефтеперерабатывающим заводам бокситов возможность провести модернизацию бокситового производства для улучшения качества. Такой подход имеет много преимуществ, Включая: Снижение эксплуатационных расходов нефтеперерабатывающего завода из-за снижения потребления каустической соды за счет сокращения ввода реактивного кремнезема; экономия энергии при переработке из-за меньшего объема инертных оксидов (Fe2O3, Tio2, Нереактивный SiO2) вход с бокситами; меньший массовый поток бокситов на нефтеперерабатывающий завод и, следовательно, меньше потребности в энергии для нагрева и давления; сокращение объема производства красной грязи (т.е., отношение красной грязи к глинозему) путем удаления реактивного кремнезема и инертного оксида; и, Более жесткий контроль над качеством входном бокситов, который уменьшает процесс расстройств и позволяет переработчикам целевой идеальный уровень реактивного кремнезема, чтобы максимизировать отказ от примесей. Улучшенный контроль качества кормов для бокситов для нефтеперерабатывающего завода также максимизирует время работы и производительность. Кроме того, сокращение объема красной грязи приводит к снижению затрат на обработку и утилизацию и более эффективному использованию существующих свалок.
Предварительная переработка бокситовой руды до начала процесса Bayer может предложить значительные преимущества с точки зрения переработки и продажи хвостохранилищ. В отличие от красной грязи, хвосты от сухого электростатического процесса не содержат химических веществ и не представляют собой долгосрочную ответственность за хранение окружающей среды. В отличие от красной грязи, сухие побочные продукты/хвосты из бокситов предварительной обработки операции могут быть использованы в производстве цемента, как нет необходимости для удаления натрия, что пагубно для производства цемента. На самом деле - бокситы уже является общим сырьем для производства цемента Портленда. Продление срока эксплуатации существующих бокситовых шахт может также быть достигнуто за счет улучшения использования карьеров и максимального восстановления.
2.0 Экспериментальные
2.1 Материалы
STET провела предварительное технико-экономическое обоснование в более чем 15 различные образцы бокситов из разных мест по всему миру с помощью сепаратора в формате скамейки. Из этих, 7 различные образцы были
Таблица 2. Результат образцов бокситов химического анализа.
2.2 Методы
Были проведены эксперименты с использованием лабораторных Трибо электростатический пояс сепаратора, далее упоминается как «benchtop разделитель». Лабораторных испытаний представляет собой первый этап процесса осуществления-Трехфазная технология (Посмотреть таблицу 3) включая оценки лабораторных, пилотные испытания и реализация коммерческих масштабах.
Benchtop разделитель используется для скрининга для доказательства Трибо электростатического заряда и определить, если материал является хорошим кандидатом для электростатического обогащения. В таблице представлены основные различия между каждой единицы оборудования 3. В то время как оборудование, используемое в течение каждой фазы отличается в размер, принцип работы принципиально одинакова.
Таблица 3. Три этапа осуществления процесса с использованием Стет Трибо электростатический пояс сепаратора технологии
| Фаза | Используется для: | Электрод Длина см | Тип процесса |
|---|---|---|---|
| 1- Оценка шкалы скамейки | Квалификационная оценка | 250 | Партии |
| 2- Пилотных Тестирование | Количественная оценка | 610 | Партии |
| 3- Реализация коммерческой шкалы | Коммерческое производство | 610 | Непрерывный |
Как можно увидеть в таблице 3, 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.
Тестирование на опытном заводе до коммерческих масштабах развертывания, Однако, тестирование в лабораторных поощряется в качестве первого этапа процесса осуществления для любого данного материала. Кроме того, в случаях, в котором материал доступность ограничена, разделителя benchtop служат полезным инструментом для скрининга потенциальных успешных проектов (т.е., проекты, в которых клиент и промышленности целевых показателей качества могут быть удовлетворены с помощью Стет технологии).
2.2.1 СТЕТ Трибоэлектростатический разреженный пояс
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 образца бокситов, основными составляющими которых являются гибссит, каолинититные и кварцевые минеральные частицы, положительно взимается (gibssite) и отрицательно взимается (каолинит и кварц) привлекает напротив 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. Встречный поток разделительных частиц и непрерывная трехэлектрическая зарядка при столкновениях частиц обеспечивает многоступенчатое разделение и приводит к отличной чистоте и восстановлению в однопроходной единице. Высокая скорость позволяет также очень высокой производительностью, до 40 тонн в час на один сепаратор. Контролируя различных параметров процесса, устройство позволяет оптимизировать минеральный сорт и рекуперацию.
Рисунок 1. Схема triboelectric пояс сепаратора
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.
Рисунок 2. Деталь зоны разъединения
Этот процесс является полностью сухой, требует без дополнительных материалов и производит без выбросов отходов воды или воздуха. Для разделения минералов сепаратор предоставляет технологию для сокращения водопользования, продлить жизнь резерва и/или восстановить и переработке отходов.
Компактность системы обеспечивает гибкость в установке конструкций. Технология разделения трибо-электростатического пояса является надежной и промышленно доказанной и впервые была применена промышленно к обработке золы летательного полета сгорания угля в 1997. 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 миллион тонн золы летучей продукции были обработаны сепараторами STET, установленными в США. Промышленная история разделения золы указана в таблице 4.
В переработке полезных ископаемых, технология сепаратора трибоэлектрического ремня была использована для разделения широкого спектра материалов, включая кальцит/кварц, Тальк/магнезита, и барита/кварц.
Рисунок 3. Коммерческий сепаратор трибо-электростатического пояса
Таблица 4. Промышленное применение Трибо электростатический пояса разделения золы.
| Утилита / электростанция | Местоположение | Начало коммерческой деятельности | Детали объекта |
|---|---|---|---|
| Duke Энергия – станция Roxboro | Северная Каролина США | 1997 | 2 Сепараторы |
| Talen энергии- Брэндон берега | Мэриленд США | 1999 | 2 Сепараторы |
| Шотландские власти- Longannet станция | Шотландия-Великобритания | 2002 | 1 Сепаратор |
| Джексонвилле электро St. Джонс реки питания парк | США Флорида | 2003 | 2 Сепараторы |
| Южного Миссисипи электрического питания - РД. Морроу | США, Миссисипи | 2005 | 1 Сепаратор |
| Нью-Брансуик мощность Belledune | Нью-Брансуик Канада | 2005 | 1 Сепаратор |
| RWE npower Дидкоте станция | Англия | 2005 | 1 Сепаратор |
| Остров энергии Бруннеру Talen станция | Пенсильвания США | 2006 | 2 Сепараторы |
| Станции электрические биг бенд Тампа | США Флорида | 2008 | 3 Сепараторы |
| RWE npower-Aberthaw станция | Уэльс-Великобритания | 2008 | 1 Сепаратор |
| ЕФР энергии Запад Бертон станция | Англия | 2008 | 1 Сепаратор |
| ЗГП (Лафарж Цемент Ciech Janikosoda СП) | Польша | 2010 | 1 Сепаратор |
| Корея Юго-мощность- Yeongheung | Южная Корея | 2014 | 1 Сепаратор |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Польша | 2018 | 1 Сепаратор |
| Taiheiyo цемента компании-chichibu. | Япония | 2018 | 1 Сепаратор |
| Армстронг золы- Орел цемента | Филиппины | 2019 | 1 Сепаратор |
| Корея Юго-мощность- Samcheonpo | Южная Корея | 2019 | 1 Сепаратор |
2.2.2 Лабораторных испытаний
Стандартные технологические испытания проводились вокруг конкретной цели по увеличению концентрации Al_2 O_3 и снижению концентрации минералов Ганга.. Испытания проводились на скамейке сепаратора в условиях партии, с тестированием, выполненным в дубликате для имитации устойчивого состояния, и обеспечить, чтобы любой возможный эффект переноса от предыдущего условия не считался. Перед каждым тестом, небольшой корм амплобудет был собран (обозначены как "Кормить"). При установке всех операционных переменных, материал подавался в сепаратор скамейки с помощью электрической вибрационной подачи через центр сепаратора скамейки. Образцы были собраны в конце каждого эксперимента и вес продукта конца 1 (обозначенкак 'E1') и конец продукта 2 (обозначенкак 'E2') были определены с использованием правовой шкалы для торговли подсчета. Для образцов бокситов, 'E2' соответствует богатому бокситам продуктом. Для каждого набора подобразцов (т.е., Кормить, E1 и E2) LOI, основной состав оксидов xRF, реактивный кремнезем и доступный глинозем был определен. Характеристика XRD была выполнена на отдельных подобразцах.
3.0 Результаты и обсуждение
3.1. Образцы минералогии
Результаты количественного анализа XRD для образцов кормов включены в таблицу 5. Большинство образцов были в основном состоят из гиббсита и различного количества гетита, Гематит, каолинит, и кварц. Ilmenite и анатаза были также очевидны в незначительных количествах в большинстве образцов.
Произошло изменение минерального состава для S6 и S7, поскольку эти образцы кормов в основном состояли из диаспоры с незначительным количеством кальцита, Гематит, Гётит, boehmite, каолинит, гидраргиллит, Кварцевые, анатаза, и рутила обнаруживается. Аморфная фаза была также обнаружена в S1 и S4 и колебалась от 1 Кому 2 Процентов. Это, вероятно, было связано либо с наличием минерала smectite, или некристаллический материал. Поскольку этот материал не может быть непосредственно измерен, результаты по этим выборцам следует считать.
3.2 Эксперименты по шкале бенчса
На каждом минеральном образце была проведена серия тестовых запусков, направленных на максимизацию Al2O3 и снижение содержания SiO_2. Виды, концентрирующиеся на продукте, богатом бокситами, будут свидетельствовать о положительном поведении зарядки. Результаты отображаются в таблице 6
Таблица 5. XRD-анализ образцов кормов.
Таблица 6. Краткие результаты.
Тестирование с сепаратором скамейки STET продемонстрировало значительное движение Al2O3 для всех образцов. Разделение Al2O3 наблюдалось для S1-5, которые были в основном gibbsite, а также для S6-7, которые были в основном диаспор. В дополнение, другие основные элементы Fe2O3, SiO2 и TiO2 продемонстрировал значительные движения в большинстве случаев. Для всех образцов, движение потери при прокаливании (LOI) Затем движение Al2O3. С точки зрения реактивного кремнезема и доступныглин глинозема, для S1-5, которые почти все gibbsite (алюминиевый тригидрат) значения должны быть рассмотрены на уровне 145 градусов по Цельсию, в то время как для S6-7, для которых доминирующим минералом является диаспор (моногидрат алюминия) значения должны быть оценены на уровне 235 градусов по Цельсию. Для всех образцов тестирования с сепаратором скамейки STET продемонстрировали значительное увеличение имеющихся глинозема и значительное сокращение реактивного кремния для продукта как для тригидратных, так и для моногидратных образцов бокситов. Движение основных видов минерального сырья также наблюдалось и наглядно показано ниже на рисунке 4.
С точки зрения минералогии, SteT скамейке сепаратор продемонстрировали концентрацию глинозема подшипников видов gibbsite и диаспор к бокситов богатых продукта, одновременно отвергая другие виды gangue. Цифры 5 и 6 провести селективность минеральных фаз к богатому бокситам продуктом для трехгидратных и моногидратных образцов, Соответственно. Селективность была рассчитана как разница между массовой депортацией в продукт для каждого минерального вида и общим восстановлением массы продукта. Позитивная избирательность свидетельствует о концентрации минералов в богатом бокситами продукте, и общего положительного поведения зарядки. Противоречит, отрицательное значение избирательности свидетельствует о концентрации к бокситово-бережливому coproduct, и общего негативного поведения зарядки.
Для всех трехгидратных низкотемпературных образцов (т.е., S1, S2 и S4) kaolinite выставлены негативное поведение зарядки и сосредоточены на бокситов-худой со-продукт в то время как gibbsite сосредоточены на бокситов богатых продуктом (Рисунок 5). Для всех моногидратных высокотемпературных образцов (т.е., S6 и S7) как реактивные минералы силикового подшипника, каолинит и кварц, выставлены негативные зарядки поведение. Для последнего, diaspore и boehmite сообщили бокситов богатых продукта и выставлены положительное поведение зарядки (Рисунок 6).
Рисунок 5. Избирательность минеральных фаз к продукту.
Рисунок 6. Избирательность минеральных фаз к продукту.
Измерения имеющихся глинозема и реактивного кремния демонстрируют существенное движение. Для бокситов низкой температуры (S1-S5), количество реактивного кремнезема, присутствующая на единицу доступного глинозема, было уменьшено с 10-50% на относительной основе (Рисунок 7). Аналогичное снижение наблюдалось в высокотемпературных бокситах (S6-S7) как видно на рисунке 7.
Соотношение бокситов и глинозема было рассчитано как обратная сторона имеющегося глинозема. Соотношение бокситов и глинозема уменьшилось между 8 – 26% в относительном выражении для всех проверенных образцов (Рисунок 8). Это имеет смысл, поскольку представляет собой эквивалентное сокращение массового потока бокситов, которые необходимо подавать в процесс Bayer.
Рисунок 7. Реактивный SiO2 на единицу доступного Al2O3
Рисунок 8. Соотношение бокситов и глинозема.
3.3 Обсуждение
Экспериментальные данные показывают, что сепаратор STET увеличил доступность Al2O3, одновременно снижая содержание SiO_2. Рисунок 9 представляет концептуальную схему ожидаемых преимуществ, связанных с сокращением реактивного кремнезема и увеличением доступных глинозема до байерского процесса. Авторы подсчитали, что финансовая выгода для глинозема $15-30 Доллар США за тонну продукта глинозема. Это отражает избежать стоимости каустической соды потеряли де-силикатон продукта (Dsp), экономия энергии от сокращения ввода бокситов на нефтеперерабатывающий завод, сокращение производства красной грязи и небольшой поток доходов, генерируемый от продажи низкосортных побочных продуктов бокситов производителям цемента. Рисунок 9 излагает ожидаемые преимущества внедрения трибоэлектростатических технологий STET как означает предварительное концентратбоксовую руду до процесса Bayer.
Установка процесса разделения STET для предварительной обработки бокситов может быть выполнена либо на глиноземном заводе, либо на самой бокситовой шахте. Однако, процесс STET требует сухой шлифовки бокситовых опознавательных токситов до разделения, освободить ганге, поэтому логистика шлифования и переработки бокситов на НПЗ может быть более простой.
В качестве одного из вариантов – сухие бокситы будут измельчена с использованием устоявшейся технологии сухой шлифования, например, вертикальная мельница или ударная мельница. Мелко молотый боксит будет разделен процессом STET, с высоким содержанием глинозема бокситов продукт, отправленный на глиноземный завод. Установка сухой шлифовки позволит устранить влажную шлифовку, традиционно используемую в процессе Bayer. Предполагается, что эксплуатационные расходы на сухую шлифовку будут примерно сопоставимы с эксплуатационными расходами на влажную шлифовку, особенно учитывая влажную шлифовку, выполненную сегодня, выполняется на щелочной смеси, что приводит к значительным затратам на техническое обслуживание.
Сухой низкосортный бокситовый копродукт (Хвостохранилищ) от процесса разделения будет продаваться цементного производства в качестве источника глинозема. Боксит обычно добавляют в производство цемента, и сухой со-продукт, в отличие от красной грязи, не содержит натрия, что предотвратило бы его использование в производстве цемента. Это обеспечивает нефтеперерабатывающий завод с методом валоризации материала, который в противном случае выйти из процесса переработки, как красная грязь, и потребует длительного хранения, представляющие стоимость.
Расчет эксплуатационных затрат, выполненный авторами, оценивает преимущества проекта $27 Доллар США за тонну глинозема, с основными последствиями, достигнутыми за счет сокращения каустической соды, сокращение в красной грязи, валоризация совместного продукта и экономия топлива за счет снижения объема бокситов на НПЗ. Поэтому 800,000 тонн в год НПЗ может рассчитывать на финансовую выгоду $21 M USD в год (Рис. 10). В этом анализе не учитывается потенциальная экономия от снижения стоимости импорта или логистики бокситов, что может еще больше повысить возврат проекта.
Рисунок 10. Преимущества снижения реактивного кремния и увеличения доступного глинозема.
4.0 Выводы
Подводя итоги, сухая обработка с сепаратором STET предлагает возможности для создания стоимости для производителей и переработчиков бокситов. Предварительная переработка бокситов перед переработкой снизит затраты на химическую промышленность, снизить объем порожденной красной грязи и свести к минимуму технологические расстройства. Технология STET может позволить переработчикам бокситов превращать неметаллургический класс в металлургические бокситы, что может уменьшить потребность в импортных бокситах и/или продлить срок службы ресурсов карьера. Процесс STET может также быть реализован для создания более высокого качества неметаллургического класса и металлургического сорта бокситов, и побочные продукты цементного класса до процесса Bayer.
Процесс STET требует небольшой предварительной обработки минерала и работает на высокой 40 тонов в час. Потребление энергии меньше, чем 2 киловатт-часы на тонну обработанного материала. Кроме того, процесс STET является полностью коммерциализированной технологией в переработке полезных ископаемых, и поэтому не требует разработки новых технологий.
Ссылки
1. Бергсдал, Ховард, Андерс H. Стрёмман, и Эдгар G. Хертвич (2004), “Алюминиевая промышленность-окружающая среда, технологии и производства”.
2. Das, Субодк К., и Веймин Инь (2007), “Мировая алюминиевая экономика: Текущее состояние отрасли” JOM 59.11, PP. 57-63.
3. Винсент G. Хилл & Эррол Д. Сэнке (2006), "Боксит", в промышленных минералах & Скалы: Товаров, Рынки, и использует, Общество горнорудной промышленности, Металлургия и разведка Инк., Englewood, CO, PP. 227-261.
4. Эванс, Кен (2016), “История, Проблемы, и новые разработки в области управления и использования остатков бокситов”, Journal of Sustainable Metallurgy 2.4, PP. 316-331
5. Жедрон, Робин С., Матс Ингульстад, и Эспен Сторли (2013), "Алюминиевая руда: политической экономики мировой бокситовой промышленности", UBC Пресс.
6. Шланг, H. R. (2016), “Бокситная минералогия”, Основные чтения в легких металлах, Спрингер, Чам, PP. 21-29.
7. Аутье-Мартин, Моник, и др.. (2001),”Минералогия бокситов для производства глинозема металлургического комбината", JOM 53.12, PP. 36-40.
8. Хилл, V. G., и R. J. Робсон (2016), “Классификация бокситов с точки зрения завода Bayer”, Основные чтения в легких металлах, Спрингер, Чам, PP. 30-36.
9. Сонгцин, Гу (2016). “Китайский боксит и его влияние на производство глинозема в Китае”, Основные чтения в легких металлах, Спрингер, Чам, PP. 43-47.
10. Хабаши, Фатхи (2016) “Сто лет процесса Bayer для производства глинозема” Основные чтения в легких металлах, Спрингер, Чам, PP. 85-93.
11. Адамсон, A. N., E. J. Блур, и A. R. Карр (2016) “Основные принципы проектирования процессов Bayer”, Основные чтения в легких металлах, Спрингер, Чам, PP. 100-117.
12. Анич, Иван, и др.. (2016), “Дорожная карта технологии глинозема”, Основные чтения в легких металлах. Спрингер, Чам, PP. 94-99.
13. Лю, Ванчао, и др.. (2014), “Экологическая оценка, управления и использования красной грязи в Китае”, Журнал экологически более чистого производства 84, PP. 606-610.
14. Эванс, Кен (2016), “История, Проблемы, и новые разработки в области управления и использования остатков бокситов”, Journal of Sustainable Metallurgy 2.4, PP. 316-331.
15. Лю, Юн, Чуксия Лин, и Енги Ву (2007), “Характеристика красной грязи, полученной из комбинированного метода байер-процесса и бокситового кальцинации”, В журнале опасных материалов 146.1-2, PP. 255-261.
16. США. Геологическая служба (Usgs) (2018), "Боксит и глинозем", в боксите и глинозема Статистика и информация.
17. Парамгуру, R. K., P. C. Rath, и V. N. Мисра (2004), “Тенденции в использовании красной грязи-обзор”, Переработка полезных ископаемых & Экстрактный металл. Rev. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), "Обзор методов электрического разделения, Часть 1: Основные аспекты, Полезные ископаемые & Металлургическая обработка", Vol. 17, Нет. 1, стр. 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), "Обзор методов электрического разделения, Часть 2: Практические соображения, Полезные ископаемые & Металлургическая обработка", Vol. 17, Нет. 1, стр. 139-166.
20. Ралстон О. (1961), Электростатическое разделение смешанных гранулированных твердых веществ, Издательская компания Elsevier, из печати.
