BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐINH QUỐC TRÍ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUÂT TĨNH ĐIỆN CAO ÁP TRONG CÔNG NGHỆ TÁCH CÁC PHẦN TỬ CÓ ĐIỆN DẪN KHÁC NHAU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐINH QUỐC TRÍ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUÂT TĨNH ĐIỆN CAO ÁP TRONG CÔNG NGHỆ TÁCH CÁC PHẦN TỬ CÓ ĐIỆN DẪN KHÁC NHAU Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 9520201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG Hà Nội – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS Nguyễn Đình Thắng NGHIÊN CỨU SINH Đinh Quốc Trí LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc kính trọng đến thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp, PGS.TS Nguyễn Đình Thắng trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trình nghiên cứu giành thời gian tâm huyết tạo điều kiện mặt để tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện Bộ môn Hệ thống Điện tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn Giảng viên cán Bộ môn Hệ thống điện, hỗ trợ tận tình giúp đỡ trình thực luận án Cuối cùng, tác giả thực cảm động từ đáy lịng xin bày tỏ lịng biết ơn đến người mẹ, người vợ yêu quý thân yêu nội ngoại hai bên ln bên tác giả lúc khó khăn nhất, lúc mệt mỏi nhất, để động viên, để hỗ trợ tài tinh thần, giúp tác giả đứng vững q trình nghiên cứu hoàn thiện luận án Tác giả luận án Đinh Quốc Trí MỤC LỤC U 1.1 c 1.2 1.2.2 Các 25 2.2.1.1 L a ch n v t li u ch 2.2.1.2 L a ch n hình d t n c c 27 n c c 28 42 PHÂN TÁCH 44 3.2 3.2 3.2 3.5 4.1 4.1.3 K 4.1.4 83 4.2.3 4.2.4 Zircon 4.2.5 Ilmenite 4.2.6 4.3 K t lu n 91 92 96 106 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC ADC AND AVR BEM COMSOL DC FDM FEM HVI HVU IC ICL LED LM MA RC TI TU U I DANH MỤC HÌNH 28 29 29 kính 5mm 30 30 Hình 2.7 hống ay Hình -dun AC/DC COMSOL a=4cm, b=15cm U= 20kV 78 a=2cm a=1cm 79 b=14cm, b=13cm b=12cm 80 15kV U= 25kV 81 kính 1cm 82 Hình 4.12 P Hình 4.15 Hình 4.16 li 94 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Nguy c Trí Nghiên cứu cơng nghệ phân tách phầ tính điện dẫn khác kỹ thuật cao áp tĩnh điện T p chí Khoa h c cơng ngh 89 (2012) c Trí Đánh giá khả tích điện phần tử dạng hạt có tính chất điện khác T p chí Khoa h c công ngh 97 (2013) c Tùng Mơ trường tĩnh điện lựa chọn hình dạng cực cho thiết bị phân tách rác thải điện tử tài B Giáo d c (2015) t o tác gi làm ch nhi m Mã s : B2013.01.40 Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo thiết bị ứng dụng kỹ thuật điện cao áp việc tách phần tử có tính chất điện khác ứng dụng cho công nghệ tuyển khoáng Nghi m thu tháng 9/2017 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Xử lý chất thải rắn ngành điện tử www.moc.gov.vn/site/vcms/ -Chun Lee Chất thải điện tử chế Nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm monazit zircon rutile đạt tiêu chuẩn phục vụ công nghiệp nước xuất T ng c c Th ng kê (2012) K t qu kh o s t m c s ng h xu t b n Th ng kê, H N i Tổng luận c thải rắn số nước Việt Nam Ứng dụng tiến Kho chế biến sử dụng khống sản góp phần phát triển bền vững tài nguyên khoáng sản Việt Nam www.vast.ac.vn TÀI LIỆU TIẾNG ANH A.F Diaz, R.M Felix-Navarro (2004) A semi-quantitative tribo-electric series for properties, J Electrostat 62, p 277-290 A Iuga, R Morar, A Samuila, L Dascalescu (1999) Electrostatic separation of metals and plastics from granular industrial wastes IEE Proc Sci Meas Technol 148 p 47-54 96 A Iuga, L Calin, V Neamtu, A Mihalcioiu, L Dascalescu (2005) Tribocharging of plastics J Electros 10 Adam Robert Lucas (2005), "Industrial Milling in the Ancient and Medieval Worlds: A Survey of the Evidence for an Industrial Revolution in Medieval Europe" Technology and Culture, vol 46 11 A Mihalcioiu, V Neamtu, A Stochita, L Dascalescu (2005) High-voltage monitoring in electrostatic separators IEEE Trans Ind Appl 43, p.224-231 12 A Urs, A Samuila, A Mihalcioiu, L Dascalescu (2004) Charging and discharging of insulating particles on the surface of a grounded electrode IEEE Trans Ind Appl 40 p 437-441 13 C Dragan, O Fati, M Radu, L Calin, A Samuila, L Dascalescu (2011) Appl 47 p 1922-1928 14 C.H Park, J.K Park, H.S Jeon, B.C Chun (2008) Triboelectric series and charging properties of plastics using the designed vertical-reciprocation charger J Electrostat 66 p.578-583 15 Dascalescu L., Morar R., Iuga A., Samuila A (1998) Electrostatic separation of insulating and conductive particles from granular mixes Particulate Science and Technology., vol 16, pp 25 42 16 Dascalescu, L (1993) "Numerical analysis of the electric field of roll-type electrostatic separators." Journal of electrostatics 29.3 p 255-267 17 Duc-Quang Nguyen, Eiji Yamasue, Hideyuki Okumura, Keiichi N Ishihara (2009) Use and disposal of large home electronic appliances in Vietnam Journal of Material Cycles Waste Management, Vol.11, No.4: p 358-366 18 Duc-Quang Nguyen, Xuan-Thang Pham, Trung-Hai Huynh, Keiichi N Ishihara (2010) A New Approaches for the evaluation of recycling system for electronic waste in Vietnam Journal of Science and Technology (Technical Universities) No78A , p: 102-108 97 19 E Lawver, W.P Dyrenforth (1973) Electrostatic separation, in: A.D Moore (Ed.) Electrostatics and its Applications, Wiley, New York p 221-249 20 Finch, J.A., (1995), Column Flotation: A Selected Review-Part IV: Novel Flotation Devices, Minerals Engineering, 8(6), 587-602 21 Frass F (1964) Electrostatic Saparation of High-Conductor Minerals U.S Bureau of Mines Department Interiar Report of Investigation N 6404 22 granular materials on an electromagnetic vibratory feeder device, 8-eme Conference de la Société F 23 24 H.M Veit, T.R Diehl, A.P Salami, J.S Rodrigues, A.M Bernardes and J.A.S Tenório (2005) Utilization of magnetic and electrostatic separation in the recycling of printed circuit boards scrap Waste Management, Volume 25, Issue 1, p 67-74 25 26 I.I Inculet (1984) Electrostatic Minerals Separation, John Wiley and Sons, Inc, New York, NY 27 I I Inculet (1986) Electrostatic Mineral Separation New York:Wiley 28 I.I Inculet, G.S.P Castle, J.D Brown (1994) Tribostatic separation of plastics Conf Rec 1994 IEEE-IAS Ann Meet.p.1397-1399 29 I.I Inculet, G.S.P Castle, J.D Brown (1998) Electrostatic separation of plastics for recycling Part Sci Technol 16 p.91-100 30 INEST, (2010) Report on Classification of e-waste recycling technologies in Vietnam The joint research funded by National Institute for Environmental Study (Japan) 98 31 Jinglei Yu, Eric Williams, Meiting Ju (2009) Review and prospects of recycling methods for waste printed circuit boards IEEE International Symposium on Sustainable Systems and Technology 32 J Li, Z Xu, L Hongzhou, Z Yaohe (2008) A model for computing the trajectories of the conducting particles from waste printed circuit boards in corona elec- trostatic separators J Hazard Mater 151 p 52-57 33 J Li, Z Xu, Z Yaohe (2008) Theoretic model and computer simulation of separating mixture metal particles from waste printed circuit board by electrostatic separator, J Hazard Mater 153 p 1308-1313 34 Kakovsky I.A., Revnivtsev V I (1960) Effects of Surface Conditioning on the Electrostatic Separation of minerals of Low Conductivity International Mineral processing Congress, Eds IMM London p,775-786 35 electrostatic separation of minerals from coal as fonction of size and charge distributions of coal particles Conf Rec 34th IEEE/IAS Ann Meet., 4, p.2137-2142 36 K Haga (1995), Applications of the electrostatic separation technique Handbook of Electrostatic Processes, New York 37 Kuffel, John, E Kuffel, Walter S Zaengl (2000) High voltage engineering fundamentals Newnes 38 L Calin, A Mihalcioiu, A Iuga, L Dascalescu (2007) Fluidized bed device for 39 L Calin, L Caliap, V Neamtu, R Morar, A Iuga, A Samuila, L Dascalescu (2008) Tribocharging of granular glastic mixtures in view of electrostatic separation IEEE Trans Ind Appl 44 p.1045-1051 40 mixture made of different mater 2943561, 2009 & WO Patent2010109096 99 41 L Dascalescu, A Iuga, R Morar, A Samuila, V Neamtu, I Suarasan (1994) Corona Phys D Appl Phys 27 p 1242-1251 42 L Dascalescu, R Tobazéon (1995) P Atten Behaviour of conductive particles in corona43 Lawver Y.E (1960) Fundamentals of electrostatic Concentration of Minerals Mines Mag 44 M Miloudi, M Remadnia, C Dragan, K Medles, A Tilmatine, L Dascalescu (2011) aero-electrostatic separation of mixed granular solids IEEE Industry Applications Society Annual Meeting Orlando, 1-7 45 M Miloudi, K Medles, A Tilmatine, M Brahami, L Dascalescu (2011) Modeling and optimization of a propeller-type tribocharger for granular materials, J Electrostat 69 p.631-637 46 Moore, A.D (1993) Electrostatic and its Application Wiley, New York 47 M Younes, A Tilmatine, K Medles, M Rahli, L Dascalescu (2007) Numerical modeling of conductive particle trajectories in roll-type corona-electrostatic separators Industry applications, IEEE Trans Ind Appl 43 p 1130-1136 48 M Younes, A Tilmatine, K Medles, A Bendaoud, A Samuila, L Dascalescu (2009) Numerical modeling of insulating particle trajectories in roll-type corona- electrostatic separators IEEE Trans DEI 16 p.629-634 49 Ne calculation of electrostatic fields in electrostatic precipitators." Journal of Electrostatics 67.1 p.37-47 50 O.C Ralston, (1961) Electrostatic Separation of Mixed Granular Materials, Elsevier 51 P L Levin, A J Hansen, D Beatovic, H Gan, and J H Petrangelo, S Vlad, A Iuga, and L Dascalescu (2000) Modeling of conducting particle behavior in plate-type electrostatic separators J Phys D, Appl Phys, vol 33, p 127 133 100 52 R Ciccu, R Peretti, A Serci, M Tamanini, A Zucca (1989) Experimental study on triboelectric charging of mineral particles, J Electrostat 23 p.157-168 53 R Cramariuc (Eds.) (1999), The Modern Problems of Electrostatics with Applications in Environmental Protection, Kluwer Academic Publishers p 77-87 54 Revnivtsev V I., Khopunov E,A (1980) Fundamentals of Triboelectric Separation of Fine particles Procceding of the Internation Symposium of Fine Particles Proccesing AIMMPE, New York, v2 55 R Mor insulation-metal electroseparation, J Electrostat 30 p.403-412 56 R Morar, R Munteanu, E Simion, I Munteanu, L Dascalescu (1999) Electrostatic treatment of bean seeds IEEE Trans Ind Appl 35 p.208-212 57 R Morar, A Iuga, I Cuglesan, O Muntean, L Dascalescu (1999) Iron ore -type highAppl 35 p.218-224 58 Ronald E Hester, Roy M Harrison (2010), Electronic Waste Management 59 S Chatterjee and Krishna Kumar (2009) Effective electronic waste management and recycling process involving formal and non-formal sector International Journal of Physical Sciences Vol (13) p 893-905 60 S Vlad, A Iuga, L Dascalescu (2000), Modelling of conducting particle behaviour in plate-type electrostatic separators, J Phys D Appl Phys 33 p.127-133 61 S Vlad, M Mihailescu, D Rafiroiu, A Iuga, L Dascalescu (2000) Numerical analysis of the electric field in plate-type electrostatic separators J Electrostat., vol 48, p 217 229 62 S Vlad, A Iuga, L Dascalescu (2003) Numerical computation of conducting particle trajectories in plate-type electrostatic separators IEEE Trans Ind Appl 39 p.66-71 63 Wu Jiang, Li Jia, Xu Zhen-ming (2009) A new two-roll electrostatic separator for recycling of metals and nonmetals from waste printed circuit board J Hazard Mater 161 p.257-262 101 64 65 Y Higashiyama and K Asano (1998) Recent progress in electrostatic separation technology Particulate Sci Technol., vol 16, p 77 90 66 Yue-min, Zhao, et al (2010) "Recovery of Metals from Waste Printed Circuit Board by Electrostatic Separator." Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE), 2010 4th International Conference on IEEE TÀI LIỆU TIẾNG NGA 67 68 142 69 - -31 70 13 71 - -6 72 - 102 73 74 75 -38 76 77 78 -99 79 80 -63 81 -96 82 83 103 84 - -7 85 86 87 -19 88 89 -15 90 -78 91 -160 92 93 94 -139 95 104 96 -12 105 PHỤ LỤC K t qu l kh ng ch t th i nt ng v i thông s i n áp U= Góc nghiêng 250 300 350 400 420 450 500 550 b) T 1,4 0,3 0,5 0,5 0,8 0,7 0,3 0,2 l 1,9 1,1 1,4 1,4 1,2 1,2 1,0 1,5 kh ng h t (%) khay thu h i 2,7 2,5 2,8 3,1 2,7 2,7 6,9 4,3 6,4 6,0 6,2 6,7 5,4 6,3 35,5 40,9 14,1 13,7 15,8 18,1 26,8 29,6 27,7 35,3 30,0 28,0 37,4 42,7 42,0 38,4 20,6 16,0 32,4 35,6 31,0 23,6 16,0 16,7 6,2 1,1 11,1 12,7 4,9 3,9 4,9 4,6 1,7 0,7 i n áp U= 5kV Góc nghiêng T l kh ng h t (%) khay thu h i 250 1,1 1,5 10,6 15,8 19,3 23,5 25,3 2,3 0,4 0,3 1,1 2,3 5,6 12,8 26,1 33,2 11,8 6,8 0,5 1,4 2,7 6,0 15,2 36,1 29,9 4,7 3,5 0,5 1,4 3,0 6,5 17,6 41,7 23,1 3,8 2,3 42 0,8 1,1 2,4 12,2 24,1 37,8 14,4 4,4 2,8 450 0,6 1,0 2,4 14,8 26,5 34,5 15,0 4,1 1,1 500 0,7 1,0 6,8 34,8 27,2 20,2 6,1 3,0 0,3 30 35 40 55 106 c) áp U= 8kV Góc nghiêng 250 T 1,4 1,8 l kh 2,5 6,0 0,3 1,1 2,4 5,8 13,4 27,4 34,8 12,4 2,4 0,5 1,4 2,7 6,0 15,2 36,1 29,9 4,7 3,5 1,8 2,4 2,7 5,8 15,7 37,1 20,5 9,7 4,4 2,1 2,5 2,8 4,5 22,0 34,5 18,3 8,8 4,4 1,6 2,0 2,4 5,6 26,2 34,1 14,8 8,9 4,4 50 0,6 2,6 6,5 33,0 25,8 19,2 5,8 3,8 2,7 550 0,4 2,6 4,4 31,3 36,4 17,4 4,2 2,1 1,4 30 35 40 42 45 d) i n áp U= 10kV Góc nghiêng 250 300 350 400 420 450 500 550 e) ng h t (%) khay thu h i 19,4 35,4 30,3 3,0 0,3 T 1,3 0,3 0,5 0,5 0,8 0,6 0,3 0,2 1,8 1,0 1,3 1,4 1,2 1,1 1,0 1,5 l kh 2,5 5,9 2,2 5,3 2,6 5,7 2,9 6,3 2,5 5,1 2,5 5,9 6,8 34,7 4,2 40,6 ng h t (%) khay thu h 13,1 27,9 30,1 10,3 4,5 12,2 25,0 31,7 11,3 7,0 14,6 34,8 28,8 4,5 4,1 17,0 40,3 22,3 3,7 2,9 25,0 39,2 15,0 4,5 3,7 27,8 36,2 15,7 4,3 3,4 27,1 20,2 6,1 1,7 1,3 35,0 15,8 1,1 0,7 0,5 i n áp U= 15kV Góc nghiêng 250 300 350 400 T 1,3 0,2 0,3 0,4 1,7 0,8 1,0 1,0 2,4 1,8 1,9 2,0 l kh ng h t (%) khay thu h i 5,8 4,3 4,1 4,4 12,8 10,0 10,6 11,9 27,2 20,4 25,1 28,2 29,4 25,9 23,0 20,4 0,5 0,8 1,9 4,5 21,3 27,7 0,3 0,8 5,6 28,8 22,5 0,2 1,3 3,6 34,1 29,4 16,8 13,3 10,0 15,7 16,3 13,8 4,8 11,1 9,7 9,1 2,7 7,6 6,7 5,5 1,7 2,2 1,4 3,3 16,5 12,0 7,6 4,8 2,4 10,4 6,5 8,6 3,8 2,9 2,2 16 0,3 450 50 550 107 3,7 3,4 i 2,4 4,1 3,0 2,7 3,0 2,5 0,8 0,3 f) i n áp U= 20 kV Góc nghiêng 250 300 350 400 420 450 500 550 g) 0,9 0,2 0,2 0,3 0,4 0,3 0,2 0,2 1,3 0,3 0,4 0,4 0,6 0,5 0,3 0,4 T l kh 1,8 1,0 1,1 1,2 0,9 0,9 0,8 1,2 2,5 2,2 2,1 2,4 1,9 2,1 5,7 3,3 ng h t (%) khay thu h i 5,8 5,2 4,5 5,3 3,8 5,0 28,9 32,0 13,0 11,9 11,6 14,4 18,8 23,8 22,6 27,6 27,6 24,4 27,6 34,0 29,4 30,9 16,8 12,5 29,7 31,0 22,9 18,9 16,2 13,4 9,9 8,5 10,2 11,0 14,3 11,6 10,9 8,9 6,3 5,4 3,9 6,9 9,3 6,0 8,5 6,8 3,4 4,4 2,2 3,9 3,8 3,5 4,8 4,3 3,2 3,4 1,1 2,1 2,3 1,9 3,7 2,9 2,0 1,2 i n áp U= 25kV Góc nghiêng 250 300 350 400 420 450 500 550 T 0,7 0,2 0,3 1,2 0,9 0,9 0,5 0,6 1,3 0,3 0,4 1,4 1,2 1,3 0,7 1,0 1,7 1,0 1,1 1,6 1,5 1,6 1,9 1,3 l 2,4 2,2 2,1 2,3 1,9 2,1 5,6 3,6 kh 5,8 5,2 4,6 5,1 3,7 4,8 28,7 34,5 ng h t (%) khay thu h i 12,8 11,9 11,7 13,8 18,3 22,8 22,4 29,8 108 27,2 24,4 27,9 32,5 28,6 29,6 16,7 13,4 29,4 31,0 23,1 18,0 15,1 12,9 9,0 5,2 10,0 11,0 14,6 10,3 11,3 8,8 4,9 3,5 3,3 4,5 5,6 5,1 6,1 5,2 3,4 3,0 2,2 3,9 3,8 3,8 4,9 4,1 2,9 1,8 2,0 2,5 2,7 3,2 3,5 3,8 1,9 1,5 1,1 1,9 2,2 1,8 3,1 2,1 1,4 0,7 ... QUỐC TRÍ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUÂT TĨNH ĐIỆN CAO ÁP TRONG CÔNG NGHỆ TÁCH CÁC PHẦN TỬ CÓ ĐIỆN DẪN KHÁC NHAU Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 9520201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA... 14 CHƯƠNG I CÔNG NGHỆ PHÂN TÁCH TĨNH ĐIỆN 1.1 Tình hình nghiên cứu nước theo tín [2,3,5,6] Tron 1.2 Tình hình nghiên cứu nước nghiên 1.2.1 Nguyên lý phân tách phần tử công nghệ ứng dụng C 15 10,1... kỹ thuật hệ thống đo lường cao áp Đo lường điện áp cao áp : - - - - xác: 2.0; - 40.0 kV Đo lường dòng điện cao áp - 1A; - : 00.0 1.0A; b Chế tạo hệ thống đo lường điện áp dòng điện mạch cao áp