Reducción electrostática de minerales de fosfato: Revisión de trabajos anteriores y la discusión de un sistema de separación improvisado

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3Simposio Internacional de RD en innovación y tecnología en la industria del fosfato

Reducción electrostática de minerales de fosfato: Revisión de trabajos anteriores

y la discusión de un sistema mejorado de separación

J.D.. Bittnerun, S.A.Gasiorowskiun, F.J.Hrachun, H. Guicherdb *

unEquiment ST y tecnología LLC, Needham, Massachusetts, ESTADOS UNIDOS

bEquipo ST & Technology LLC, Avignon, Francia

Resumen

Beneficio de minerales de fosfato por procesos electrostáticos seco se ha intentado por varios investigadores desde la década de 1940. Las razones subyacentes para el desarrollo de procesos secos para la recuperación de fosfato son la limitada cantidad de agua en algunas regiones áridas, los costos de flotación química, y los costos de tratamiento de aguas residuales. Mientras procesos electrostáticos no pueden proveer una alternativa completa a flotación, puede ser conveniente como un complemento para algunas corrientes como la reducción de multas/lodos contenido de mineral antes de la flotación, procesamiento de relaves de flotación para recuperación de producto perdido, y minimizar los impactos ambientales. Mientras que mucho trabajo se realizó utilizando rodillos de alta tensión y separadores de caída libre a escalas de laboratorio, la única evidencia de la instalación comercial es el circa 1940 Proceso de "Johnson" en mina Pierce FL; No existe evidencia en la literatura de uso comercial actual de la electrostática, Aunque sigue fuerte interés en los procesos de secado para su uso en regiones áridas. Los diversos proyectos de investigación registrados hacen hincapié en que la preparación de la alimentación (temperatura, clasificación de tamaño, agentes acondicionadores) tener un gran impacto en el rendimiento. Mientras que algunas separaciones de buena se han logrado mediante la eliminación de sílice de fosfatos, y con menos ejemplos de Calcita y dolomita de fosfato, los resultados son menos positivos cuando hay múltiples impurezas. Trabajo de investigación continúa perfeccionar estos métodos, pero limitaciones fundamentales en los sistemas convencionales de la electrostáticos incluyen la baja capacidad, la necesidad de múltiples etapas para la actualización adecuada del mineral, y problemas operacionales causados por multas. Algunas de estas limitaciones se pueden superar por más nuevos procesos electrostáticos incluyendo un separador triboeléctrico correa.

© 2015 Los autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Revisión por pares bajo la responsabilidad del Comité Científico de SYMPHOS 2015.

Palabras clave: fosfato de, electrostático; separación; minerales; partículas finas; proceso seco

*Autor para correspondencia: Tel: +33-4-8912-0306 Correo electrónico Dirección: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 Los autores. Publicado por Elsevier Ltd.

Revisión por pares bajo la responsabilidad del Comité Científico de SYMPHOS 2015.

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1. Trabajo reportado en electrostática de la reducción de los minerales de fosfato de

Concentración de fosfato de minerales naturales durante mucho tiempo ha llevado a cabo por una variedad de métodos a veces grandes cantidades de agua. Sin embargo, debido a la escasez de agua en varios depósitos del fosfato del mundo, así como el aumento de los costos de permisos y tratamiento de aguas residuales, el desarrollo de una efectiva, proceso seco económico es altamente deseable.

Métodos para procesamiento seco electrostática de minerales de fosfato se han propuesto y demostrado en escamas por encima 70 años. Sin embargo, aplicaciones comerciales de estos métodos han sido muy limitadas. El "proceso de Johnson" [1] fue utilizado comercialmente a partir de 1938 por un período de tiempo en la planta de americano compañía química agrícola cerca de Pierce Florida Estados Unidos. Este proceso utiliza una serie muy compleja de electrodos de rodillo (Figura 1) para la concentración multietapa de recuperación de fosfato a partir de relaves arandelados desaliñados, preconcentrados de flotación, o relaves de flotación. A partir de 15.4% P2O5 y 57.3% material insoluble en los relaves finos, a través de una combinación de clasificación de tamaño, el desenlodador, y el preacondicionamiento de los relaves secos, el material con 33.7% P2O5 y sólo 6.2% insoluble se recuperó. En otro ejemplo, actualización de relaves de flotación con 2.91% P2O5 dio lugar a un producto de 26.7% P2O5 con un 80% recuperación. Johnson observó que era necesario tratar los relaves lavadero con reactivos químicos normalmente utilizados en flotación de fosfato para obtener recuperación y fosfato alto grado. Él menciona específicamente la eficacia de combustible aceite y ácidos grasos como reactivos.

Figura 1, Aparato de proceso de Johnson y organigrama patentes 2,135,716 y 2,197,865, 1940 [1][2]

Mientras que esta instalación comercial es citada en la literatura como a partir de 1938, no está claro cómo extensivamente o por cuánto tiempo se utilizó este proceso. En su Resumen de la situación de separación electrostática hasta 1961, O. C. Ralston

[3]escribe que cinco grandes separadores de Johnson fueron instalados cada tratamiento sobre 10 toneladas / hora de -20 malla de alimentación. Cada separador fue 10 rueda alta con la tensión aplicada de 20 kV. No se instalaron otros concentradores de fosfato a escala comercial que utilicen electrostáticos en Florida según Ralston. Basado en la descripción de equipo de proceso, los autores

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han concluido que la capacidad total del proceso era bastante baja en relación con la capacidad de otros procesos, como flotación mojado. Baja capacidad y los costos de secado el alimentación mineral de extracción húmeda en Florida son probablemente la razón para limitar el uso adicional del proceso en la década de 1940 y 1950.

En la década de 1950 y de 1960 trabajadores internacional de minerales & Corporación de productos químicos (IMC) examina la aplicación de procesos de separación electrostática seca para beneficio de minerales. Procesamiento de minerales de fosfato Floridian fue de particular interés para IMC. El trabajo de IMC utilizaba un diseño de separador de caída libre a veces con carga de partículas mejorada al pasar a través de un agitador o impactador como un molino de martillo o varilla. [4] Una patente posterior [5] incluye alguna mejora de la separación utilizando cargadores de diferentes materiales, aunque la patente final de la serie

[6]concluyó que carga de contacto con partículas a una temperatura elevada (>70° f) fue más eficaz que el uso de un sistema de cargador. En el Cuadro se muestran ejemplos representativos de los resultados notificados en estas patentes 1.

Tabla 1. Resultados reportados de International Minerals & Patentes de productos químicos 1955-1965

Las diversas patentes de IMC examinaron la influencia del tamaño de las partículas, incluyendo el procesamiento de varios cortes de pantalla de forma independiente, aunque poco trabajo implicaba muy bien (<45 μm) Partículas. El acondicionamiento de la muestra varió ampliamente, incluyendo el ajuste de la temperatura, pre lavado y secado, y diferentes métodos de secado (secado indirecto, Flash de secado, lámparas de calor con gamas de longitud de onda IR específicas). Diferentes impurezas (es decir. silicatos y carbonatos) diferentes métodos de manejo y pretratamiento para optimizar la separación. Si bien se desprende de las descripciones de patentes IMC estaba tratando de desarrollar un proceso de escala comercial, examen de la literatura no indican que tales instalaciones nunca fue construido y operado en cualquier sitio IMC.

En la década de 1960 trabajo específicamente en carbonato que contiene minerales de fosfato de Carolina del norte fue realizada en el laboratorio de investigación de Carolina del norte estado Universidad minerales, [9] Usando un separador de caída libre a escala de laboratorio y una mezcla sintética de carbonato de cáscara molida y concentrado de flotación de guijarros de fosfato en un rango de tamaño muy estrecho (-20Para +48 malla), la investigación mostró que el preacondicionamiento el material con un exfoliante ácido o ácidos grasos influyó en la carga relativa del fosfato como positivo o negativo. Se obtuvieron separaciones relativamente nítidas. Sin embargo, cuando se utiliza un mineral natural que contiene una cantidad considerable de multas, sólo las separaciones pobres eran posibles. La mejor separación reportada de un residuo de la mejora de la flotación con una P inicial2O5 concentración de 8.2% recuperó un producto de 22.1% P2O5. No se informó de ningún nivel de recuperación. Notablemente, una de las dificultades reportadas fue una acumulación de multas en los electrodos separadores.

Trabajo adicional en la separación electrostática del fosfato de Carolina del Norte utilizando un separador de tipo rodillo de alta tensión

[10]llegó a la conclusión de que si bien la separación del fosfato y el cuarzo era posible, costo de secado era prohibitivo. Sin embargo, dado que los minerales de fosfato calcinado están secos, los investigadores sugirieron que la separación electrostática de tales minerales puede ser posible. La separación de los fosfatos calcinados fue deficiente en el trabajo reportado. La separación parecía estar relacionada con el tamaño de las partículas en lugar de la composición. Las mejoras sugeridas incluyeron el uso de otros sistemas de separación electrostática, reactivos para mejorar las características de carga de partículas y el tamaño de la pantalla muy cercana de los materiales. No hay pruebas de que trabajo de seguimiento se llevó a cabo en este proyecto.

Un trabajo algo más temprano utilizando separadores de rodillos de alta tensión [11] con éxito eliminado compuestos de aluminio y hierro de mineral de fuga de mina de Florida. El mineral se secó, Aplastado, y cuidadosamente dimensionado antes de la separación. The P2O5 concentración se incrementó marginalmente de 30.1% Para 30.6% pero la eliminación de los compuestos de Al y Fe permitió una recuperación mucho mejor posterior por métodos de flotación. Este trabajo ilustra el uso de un separador electrostático para abordar un problema con un mineral específico que limitado proceso de mojado convencional.

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Junto con las investigaciones sobre la separación de muchos otros materiales, Ciccu y sus compañeros de trabajo probaron la separación de una variedad de minerales de fosfato, incluidas fuentes de la India, Argelia, Túnez, y Angola. [12] Separación electrostática fue de interés como alternativa a la flotación de un punto de vista económico debido a que grandes depósitos de fosfatos se encuentran en regiones áridas. [13] Uso de separadores de caída libre a escala de laboratorio con un "turbocompresor", estos investigadores fueron capaces de obtener resultados de separación similares a los procesos de flotación de minerales con composiciones de ganglios relativamente simples. Específicamente, encontraron que el fosfato se cargaba positivamente en presencia de sílice, pero negativo en presencia de calcita. Sin embargo, si el mineral contenía cantidades significativas de sílice y carbonato, la separación electrostática era deficiente y los procesos de flotación resultaron más flexibles para obtener separaciones prácticas. De los estudios sobre los efectos del turbocompresor en la carga de partículas individuales, estos investigadores concluyeron que el material gangue cargado principalmente por el contacto partícula-partícula en lugar del contacto con las superficies del turbocompresor. [13] [14] La carga también era muy sensible a la temperatura del material, con una buena separación sólo se puede obtener por encima de 100oC. Además, la presencia de material fino causó problemas en el separador y los buenos resultados dependen del dimensionamiento cuidadoso de las partículas en hasta tres rangos de tamaño antes de la separación. En la Tabla se presenta un resumen de los resultados de este grupo 2. Sin lleno- aplicaciones de escala parecen haberse implementado sobre la base de este trabajo.

Tabla 2. Resultados reportados de Ciccu, Et. al. de separadores de caída libre a escala de laboratorio

La separación electrostática de un mineral egipcio fue estudiada por Hammoud, et al. utilizando un separador de caída libre a escala de laboratorio. [15] El mineral utilizado contenía principalmente sílice y otros insolubles con una P inicial2O5 concentración de 27.5%. El producto recuperado tenía una P2O5 concentración de 33% con un 71.5% recuperación.

Un estudio adicional de un mineral egipcio con ganglios principalmente silíceos fue realizado por Abouzeid, et al. utilizando un separador de rodillos de laboratorio. [16] Los investigadores trataron específicamente de identificar técnicas secas para concentrar y/o desempolvar minerales de fosfato en distritos con escasez de agua. Este estudio obtuvo un producto con 30% P2O5 de un material de alimentación con 18.2 % P2O5 con una recuperación de 76.3 % después de un cuidadoso dimensionamiento del material a un rango estrecho entre 0.20 mm y 0.09 mm.

En un artículo de revisión posterior que abarque toda la gama de procesos de beneficio para la recuperación de fosfato, Abouzeid informó que si bien las técnicas de separación electrostática tuvieron éxito en la mejora de los minerales de fosfato mediante la eliminación de sílice y carbonatos, la baja capacidad de los separadores disponibles limitó su uso para la producción comercial. [17]

La separación electrostática de los minerales de Florida fue estudiada recientemente por Stencel y Jian utilizando un laboratorio libre de flujo- separador de caídas. [18] El objetivo era identificar un sistema de transformación alternativo o suplementario a los sistemas de flotación utilizados durante mucho tiempo, ya que la flotación no podía utilizarse en el material de 105 μm. Este material fino fue simplemente depositados en vertederos, resultando en una pérdida de casi 30% el fosfato originalmente extraído de. Probaron el mineral crudo deslimed, flotación fino de la alimentación, concentrado de flotación rougher, y concentrados de flotación final obtienen de dos plantas de procesamiento en la Florida en las velocidades de alimentación hasta 14 kg/hora en un separador a escala de laboratorio. Buena separación resultados se informaron con la flotación fina de la alimentación (+0.1 mm; ~ 12% P2O5) de una fuente que fue actualizada a 21-23% P2O5 en dos pasadas con 81- 87% P2O5 recuperación, rechazando principalmente sílice insoluble. Se lograron resultados similares al tribocargar la alimentación utilizando un tubo de transporte neumático o un tribo-cargador giratorio.

La investigación más reciente reportada sobre la separación electrostática de minerales de fosfato consolidó sistemas diseñados para optimizar mejor la carga de los materiales antes de la introducción en un separador de caída libre, Tao y Al-Hwaiti [19] identificado que no hubo uso comercial de electrostática para la beneficio de fosfato debido a los sistemas bajos

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Rendimiento, baja eficiencia y la necesidad de trabajar con distribuciones de tamaño de partícula estrechas. Estos investigadores trataron específicamente de superar la baja densidad de carga de partículas asociada con los sistemas que dependen del contacto de partículas a partículas o el impacto en un sistema de carga simple. Trabajar con un mineral jordano con gangue principalmente de sílice, el material fue aplastado para -1.53 mm y se negó cuidadosamente a eliminar el material por debajo 0.045 mm. Un pequeño separador de caída libre a escala de laboratorio fue equipado con un cargador giratorio de nuevo diseño diseñado con un cilindro estacionario y un tambor giratorio, o cargador, y un espacio anular en el medio. Se utilizó una fuente de alimentación externa para aplicar un potencial eléctrico entre el tambor de rotación rápida y el cilindro estacionario. Después de cargar por contacto con el tambor giratorio, las partículas pasan a un separador convencional de caída libre. Trabajar con 100 tamaño del lote de gramos y a partir de un feed rechazado P2O5 contenido de 23.8%, después de dos pases un concentrado con hasta 32.11% P2O5 fue recuperado, aunque sólo con una recuperación general de 29%.

En un esfuerzo por beneficiar las multas de fosfato (< 0.1 mm), Bada et al. empleó un separador de caída libre con un sistema de carga giratorio muy similar al de Tao.[20]. El material de partida era de un concentrado de flotación que contenía multas con un P2O5 de 28.5%. Un producto de 34.2% P2O5 se recuperó, pero de nuevo con una baja tasa de recuperación de 33.4%.

Este "separador rotativo triboelectrostático de caída libre" se aplicó de nuevo a la beneficio seca de fosfatos por Sobhy y Tao. [21] Trabajando con un guijarro de fosfato dolomítico triturado de Florida con un rango de tamaño de partícula muy amplio (1.25 mm – <0.010 mm), un concentrado de fosfato con 1.8% MgO y 47% P2O5 recuperación se produjo a partir de un alimento a partir de aproximadamente 23% P2O5 y 2.3% MgO. Los resultados óptimos en el dispositivo a escala de laboratorio se lograron al 9 kg/hr y – 3kV aplicados al cargador giratorio. Se informó que la eficiencia de separación estaba limitada tanto por la mala liberación del material en las partículas grandes como por la interferencia de diferentes tamaños de partículas en la cámara de separación.

Se lograron mejores resultados al procesar una muestra de alimentación de flotación con la distribución de tamaño de partícula más estrecha de 1 Para 0.1 mm. Con una P inicial2O5 contenido de aproximadamente 10%, muestras de productos se obtuvieron con aproximadamente 25% P2O5 contenido, P2O5 recuperación de 90%, y el rechazo de 85% del cuarzo. Esto demostró eficiencia se observó como mucho mejor que la obtenida con un separador de caída libre con un sistema de carga más convencional utilizado por Stencel [18] demostrando la ventaja del cargador rotativo de nuevo diseño. Procesamiento de un concentrado de flotación que contiene 31.7% P2O5 resultado en un producto de mayor que 35% P2O5 con una recuperación de 82%. Esta mejora se observó que era mejor de lo que era posible por flotación.

Este separador de escala de laboratorio con un ancho de sistema de separación de 7.5 cm fue descrito como tener una capacidad de 25 kg/hr, equivalente a 1/3 tonelada/h/metro de anchura. Sin embargo, los efectos notificados de la tasa de avance en la eficiencia de separación mostraron que las separaciones óptimas se obtuvieron 9 kg/hr o ligeramente más de un tercio de la capacidad nominal del sistema.

en general, trabajos previos sobre la actualización electrostática de minerales de fosfato se ha visto limitado por la carga relativa de ganglios complejos y la influencia perjudicial de los efectos del tamaño de las partículas, en particular, el efecto de las multas. La gran mayoría del trabajo sólo implicó equipos a escala de laboratorio sin validación de, equipos operados continuamente podrían ser utilizados. Además, las bajas capacidades de los equipos de proceso electrostático disponibles han hecho que las aplicaciones comerciales no sean económicas.

2. Limitaciones de los procesos de separación electrostática convencionales

Sistemas de separación electrostática de rodillos de alta tensión utilizados por Groppo [10] y Kouloheris et al. [11] se utilizan comúnmente para actualizar una variedad de materiales cuando un componente es más conductivo que otros. En estos procesos, el material debe póngase en contacto con un tambor conectado a tierra o placa normalmente después del material de las partículas se cargan negativamente por una descarga de corona ionizante. Materiales conductores perderán su carga rápidamente y ser lanzados desde el tambor. El no- material conductor sigue siendo atraído al tambor ya que la carga se disipará más lentamente y caerá o será cepillado del tambor después de la separación del material conductor.

El siguiente diagrama (Figura 2) ilustra las características fundamentales de este tipo de separador. Estos procesos son

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capacidad limitada debido al contacto requerido de cada partícula al tambor o placa. La eficacia de estos separadores de rollo de tambor también se limita a partículas de aproximadamente 0,1 mm o más de tamaño debido tanto a la necesidad de entrar en contacto con la placa puesta a tierra como a la dinámica de flujo de partículas requerida. Partículas de diferentes tamaños también tendrá dinámica de flujo diferentes debido a los efectos inerciales y resultarán en la separación de degradados.

Figura 2: Tambor separador electrostático (Elder y Yan, 2003 [22]

El intento limitado de aplicación a la beneficio de fosfato se debe a la naturaleza no conductiva tanto de los fosfatos como del material gangue típico. Kouloheris observó principalmente alguna eliminación de hierro y aluminio que contiene partículas que, debido a su naturaleza conductiva, se "tiran" del rodillo. No es común la presencia de este tipo de material en los minerales de fosfato. Groppo señaló que el único material que estaba "anclado" al rodillo como "no conductor" eran multas, lo que indica una separación por tamaño de partícula en lugar de la composición del material. [9] Con posibles raras excepciones, los minerales de fosfato no son susceptibles de reducción por separadores de rodillo de alta tensión.

Los separadores de rodillos de tambor también se han utilizado en configuraciones que se basan en la carga triboeléctrica de partículas en lugar de la carga inducida por la ionización inducida por un campo de alta tensión. Uno o más electrodos colocados sobre el tambor, como el electrodo "estático" ilustrado en la figura 2, se utilizan para "levantar" las partículas de carga opuesta de la superficie del tambor. Tal sistema fue utilizado por Abouzeid, et al. [16] que encontró que la eficiencia de separación se alteró dependiendo de la polaridad y aplicó una tensión de los electrodos estáticos. El proceso de Johnson [1] utiliza otra variación de un separador de rodillos de tambor. Sin embargo, la limitada capacidad y eficiencia de un sistema de rodillos único conduce a los sistemas muy complejos como se ilustra en la Figura 1. Como se ha dicho, parece que esta complejidad y la ineficiencia general del proceso limitaron gravemente su aplicación.

Triboelectrostatic separaciones no se limitan a la separación de conductores / materiales no conductores, pero dependen del fenómeno de la transferencia de carga por contacto por fricción de materiales con química superficial diferente. Este fenómeno ha sido utilizado en procesos de separación de "caída libre" por décadas. Este proceso se ilustra en la figura 3. Componentes de una mezcla de partículas primero desarrollan diferentes cargas por contacto con una superficie de metal, como en un tribo-cargador, o por contacto partícula a partícula, como en un dispositivo de alimentación de lecho fluidizado. A medida que las partículas caen a través de la

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campo eléctrico en la zona del electrodo, la trayectoria de cada partícula se desvía hacia el electrodo de carga opuesta. Después de una cierta distancia, contenedores de recogida se emplean para separar los flujos de. Instalaciones típicas requieren múltiples etapas de separador con el reciclaje de una fracción de medio pelo. Algunos dispositivos utilizan un flujo constante de gas para el transporte de las partículas a través de la zona del electrodo.

Figura 5: Separador de triboelectrostatic de "Caída libre"

En lugar de depender únicamente del contacto partícula a partícula para inducir la transferencia de carga, muchos sistemas de este tipo utilizan una sección de "cargador" compuesta de un material seleccionado con o sin voltaje aplicado para mejorar la carga de partículas. En la década de 1950, Lawver investigó utilizando varios dispositivos, incluyendo un molino de martillo y un molino de varillas para recargar material entre etapas de separación [4] así como cargadores de placas simples de diversos materiales. [5] [6] Sin embargo, Lawver concluyó que la temperatura del material era de gran importancia y la transferencia de carga partícula-partícula por encima de la temperatura ambiente proporcionaba mejores resultados que el uso de un cargador. Ciccu et al. [12] investigó el grado relativo de transferencia de carga y concluyó que el material gangue menor adquirió carga principalmente a través del contacto partícula-partícula debido a la baja probabilidad de frecuencia de impacto con una placa de cargador. Esto ilustra una limitación al uso de sistemas de cargadores: todas las partículas deben tener contacto con la superficie del cargador, por lo que la velocidad de avance debe ser relativamente baja. El contacto se puede mejorar mediante el uso de condiciones turbulentas para transportar el material o mediante el uso de un cargador móvil de gran superficie. El reciente trabajo de Tao [19] y Bada [20] y Sobhy [21] utilizar un cargador giratorio especialmente diseñado con voltaje aplicado, pero sólo en un separador de laboratorio a muy pequeña escala. Si bien este diseño mejorado del cargador ha demostrado ser superior a los sistemas más antiguos, capacidades de procesamiento demostradas de estos sistemas son todavía bastante bajas. [21]

Este tipo de separador de caída libre también tiene limitaciones en el tamaño de partícula del material que puede ser procesado. El flujo dentro de la zona del electrodo debe ser controlado para minimizar la turbulencia para evitar "manchar" de la separación. La trayectoria de las partículas finas son más afectadas por turbulencias desde el aerodinámico arrastre las fuerzas sobre las partículas finas son mucho mayores que las fuerzas gravitatorias y electrostáticas. Este problema se puede superar hasta cierto punto si se procesa material con un rango de tamaño de partícula relativamente estrecho. Gran parte de la investigación discutida anteriormente incluyó material de preselección en diferentes rangos de tamaño con el fin de optimizar la separación. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] El

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diferencia de 8 Para 20 kV. El cinturón de, que está hecha de un plástico no conductor, es un grande del acoplamiento con sobre 60% área abierta. Las partículas pueden pasar fácilmente a través de los agujeros en la correa. Al entrar en el espacio entre los electrodos de las partículas de cargadas negativa son atraídas por las fuerzas del campo eléctrico a los electrodos positivos de abajo. Las partículas positivamente cargadas son atraídas al electrodo superior cargado negativamente. La velocidad de la cinta de la bucle continuo es variable de 4 a 20m/s. La geometría de las hebras de dirección transversal sirve para barrer las partículas de los electrodos moviéndolas hacia el extremo adecuado del separador y de vuelta a la zona de alto cizallamiento entre las secciones opuestas de la correa. Porque la densidad del número de partículas es tan alta dentro de la distancia entre los electrodos (aproximadamente una- en tercer lugar el volumen está ocupado por partículas) y el flujo se agita vigorosamente, Hay muchas colisiones entre las partículas y una carga óptima ocurre continuamente a lo largo de la zona de separación. El flujo contracorriente inducida por las secciones movimiento opuesto de la correa y la continua recarga y la separación crea una separación gradual actual contador dentro de un solo aparato. Esta carga y recarga continua de partículas dentro del separador elimina cualquier sistema de "cargador" necesario antes de introducir el material en el separador, eliminando así una limitación grave de la capacidad de otros separadores electrostáticos. La salida de este separador es dos corrientes, un concentrado y un residuo, sin una corriente de harinilla. La eficiencia de este separador se ha demostrado para ser equivalente a aproximadamente tres etapas de separación de caída libre con harinilla de reciclaje.

Mineral A End

Figura 7: Fundamentos del separador de banda STET

La separación altamente eficiente de partículas 0.5 mm lo hace una opción ideal y probada para la separación de las multas (polvo) de una operación de molienda seca de potasa. El separador STET puede procesar una amplia gama de tamaños de partícula eficientemente sin la necesidad de clasificación en rangos de tamaño estrecho. Debido a la agitación vigorosa, la tasa de alta cizalladura entre las bandas del movimiento, y la capacidad para manejar partículas muy finas (<0.001 mm) el separador de ST puede ser eficaz en la separación de lodos de fosfato mineral donde han fracasado otros separadores electrostáticos.

3.1 Capital y los costos de operación

Una comparativa coste estudio encargada por STET y llevada a cabo por Soutex Inc. [25] Soutex es un Quebec Canadá basado en empresa de ingeniería con amplia experiencia en flotación mojado y evaluación del proceso de separación electrostática y diseño. El estudio comparó el capital y los costos operativos de triboelectrostatic proceso de separación de banda de flotación de espuma convencionales para el beneficio de un mineral de la barita calidad inferior. Los costos de operación se estimaron que incluyen mano de obra de operación, mantenimiento, energía (eléctrica y combustible), y consumibles (por ejemplo, costos de reactivos químicos para la flotación). Los costos de entrada se basan en los valores típicos para una hipotética planta ubicada cerca de la montaña de la batalla, Nevada Estados Unidos. El costo total de propiedad más de diez años se calculó el costo de capital y funcionamiento asumiendo un

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8% tasa de descuento. Los resultados de la comparación de costes están presentes como porcentajes relativos en la tabla 3. Tabla 3. Comparación de costes para el procesamiento de Barita

El costo total de la compra de bienes de equipo para el proceso de separación de banda de triboelectrostatic es ligeramente menor que para la flotación. Sin embargo cuando se calcula el gasto de capital total para incluir la instalación de equipos, costos de tubería y eléctricos, y el proceso de construcción de costos, la diferencia es grande. El costo total de capital para el proceso de separación de banda de triboelectrostatic es 63.2% el costo del proceso de flotación. El menor costo para los resultados de proceso seco de la hoja de flujo más simple. Los costos de operación para el proceso de separación de banda de triboelectrostatic es 75.5% el proceso de flotación debido a principalmente menor requerimiento de personal operativo y menor consumo de energía.

El costo total de propiedad del proceso de separación de banda de triboelectrostatic es significativamente menor que para la flotación. El autor del estudio, Soutex Inc., concluyó que el proceso de separación de banda de triboelectrostatic ofrece evidentes ventajas en CAPEX, OPEX, y la simplicidad operativa.

4. Resumen

Mientras que el beneficio de minerales de fosfato por procesos electrostáticos seco se ha intentado por varios investigadores desde la década de 1940 ha habido uso de límite de estos procesos a escala comercial. Ha sido el éxito limitado debido a una variedad de factores atribuibles a los diseños de los sistemas del separador y la complejidad de los minerales.

Preparación de la alimentación (temperatura, clasificación de tamaño, agentes acondicionadores) tiene un gran impacto en el rendimiento de los sistemas de separación. Oportunidades de seguir trabajando en esta área, en particular la exploración de agentes de acondicionamiento químico para mejorar la carga diferencial de partículas para permitir una mayor eficiencia en la separación posterior. El uso de tales agentes modificadores de la carga puede dar lugar a procesos que pueden beneficiar con éxito los minerales con material gangue complejo, incluyendo tanto silicatos como carbonatos.

Si bien se sigue trabajando para perfeccionar aún más estos métodos, limitaciones fundamentales en los sistemas electrostáticos convencionales incluyen capacidad, las necesidades para múltiples etapas para una adecuada actualización del mineral, y problemas operacionales causados por multas. Para aplicaciones viables a escala comercial de las técnicas de laboratorio demostradas, se deben realizar mejoras significativas para garantizar, funcionamiento continuo sin degradación de la eficiencia.

El separador triboeléctrico STET proporciona a la industria de procesamiento de minerales un medio para beneficiar los materiales finos con una tecnología totalmente seca. El proceso ecológico puede eliminar el proceso de mojado y secado requerido del material final. El proceso STET funciona a alta capacidad, hasta 40 toneladas por hora en una máquina compacta. El separador STET puede procesar una amplia gama de tamaños de partícula eficientemente sin la necesidad de clasificación en rangos de tamaño estrecho. Debido a la agitación vigorosa, la tasa de alta cizalladura entre las bandas del movimiento, y la capacidad para manejar partículas muy finas (<0.001 mm) el separador STET podría ser eficaz para separar los slimes de los minerales de fosfato donde otros separadores electrostáticos han fallado. Consumo de energía es bajo, aproximadamente 1-2 kWh/toneladas de material procesado. Puesto que la emisión sólo potencial del proceso es polvo, permitir es típicamente relativamente fácil.

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Referencias

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