Fosfat cevheri çıkarma yöntemleri nelerdir?

1 fosfat cevherine genel bakış

Doğada fosfat cevherleri esas olarak apatit tipi (örn., Florapatit Ca₅ (Po₄) ₃F) ve tortul fosforit (örn., Collofanit) olarak sınıflandırılır. Çiğ cevher derecelerindeki önemli farklılıklar nedeniyle (P₂O₅ içeriği%5 ila%40 arasında), endüstriyel standartları karşılamak için notu artırmak için faydalıleşme süreçleri tipik olarak gereklidir (p₂o₅ ≥%30).

Fosfat cevherleri, esas olarak fosforun çıkarmak ve yaygın olarak bilinen fosfat gübreleri gibi ilgili kimyasal ürünlerin yanı sıra sarı fosfor ve kırmızı fosfor gibi yaygın endüstriyel kimyasalları üretmek için kullanılan fosfor bakımından zengindir. Fosfat cevherlerinden türetilen bu fosfor bazlı malzemeler, tarım, gıda, ilaç, kimyasallar, tekstil, cam, seramik ve diğer endüstrilerde kapsamlı uygulamalar bulur.

Fosfat cevherlerinin genel olarak yüksek yüzebilirliği göz önüne alındığında, flotasyon en yaygın olarak kullanılan faydalı hale getirme yöntemidir.

2 Fosfat cevheri faydalanma yöntemleri
 

Fosfat cevheri yararlanma süreçlerinin seçimi cevher tipine, mineral bileşimine ve yayılma özelliklerine bağlıdır. Birincil yöntemler şunları içerir:
Ovma ve deslimleme, yerçekimi ayrımı, flotasyon, manyetik ayırma, kimyasal yararlanma, fotoelektrik sıralama ve kombine işlemler.

2.1 Ovma ve Deslimleme Süreci

Bu yöntem özellikle yüksek kil içeriğine sahip (bazı sedimanter fosforitler gibi) ağır yıpranmış fosfat cevherleri için uygundur. Teknolojik süreç aşağıdakilerden oluşur:

Ezme ve Tarama:Çiğ cevher uygun parçacık boyutuna ezilir (örn. 20 mm'nin altında)
Ovma:Kil ve ince sümesleri ayıracak su ajitasyonu ile yıkayıcılar (oluk yıkayıcılar gibi) kullanma
Desliming:0.074 mm'den küçük balçık parçacıklarını çıkarmak için hidroksiklonlar veya spiral sınıflandırıcılar kullanılarak

Avantajları:P₂o₅ derecesini% 2-5 artırabilen basit çalışma ve düşük maliyete sahiptir.
Sınırlamalar:Yakından büyümüş minerallere sahip cevherlerin işlenmesi için sınırlı etkinlik gösterir

2.2 Yerçekimi ayrımı

Bu yöntem, fosfat minerallerinin ve gangayın önemli yoğunluk farklılıkları (örn. Apatit-Quartz ilişkileri) sergilediği cevherler için geçerlidir. Yaygın olarak kullanılan ekipman şunları içerir:

Jigging makineleri:Kaba taneli cevheri işlemek için ideal (+0.5 mm)

Spiral Konsantratörler:Orta-yüzey parçacık ayrılması için etkili (0.1-0.5mm)

Sallama Masaları:Hassas ayrılık için uzmanlaşmış

Avantajları:Kimyasal içermeyen süreç, su kıt bölgeleri için özellikle uygun hale getiriyor

Sınırlamalar:Nispeten düşük geri kazanım oranları (yaklaşık%60-70); Ultra ince parçacık cevherleri işlemek için etkisiz

2.3 Flotasyon yöntemi

Fosfat cevherleri için özellikle işleme için etkili olan en yaygın olarak uygulanan faydalı olma teknolojisi: düşük dereceli kollofanit cevherleri, karmaşık yayılmış cevher tipleri

2.3.1 Doğrudan Flotasyon (Fosfat Mineral Flotasyonu)

Reaktif Şeması:

Kolektör:Yağ asitleri (örn. Oleik asit, oksitlenmiş parafin sabunu)

Depresan:Sodyum silikat (silikat depresyonu için), nişasta (karbonat depresyonu için)

pH değiştirici:Sodyum karbonat (pH'ı 9-10 olarak ayarlamak)

Proses Akışı:

①grind cevheri 0,074 mm'den% 70-80'e kadar

Depresanslar ve koleksiyoncular ile sırayla koşullu kağıt hamuru

③float fosfat mineralleri

④ Dewater nihai ürünü elde etmek için konsantrasyonlar

Uygulanabilir cevher türü:Silisli fosfat cevheri (fosfat-kuart birliği)

2.3.2 Ters yüzdürme (Gange Mineral Flotasyonu)

Reaktif Şeması:

Kolektör:Silikat flotasyonu için amin bileşikleri (örn. Dodesilamin)

Depresan:Fosfat mineral depresyonu için fosforik asit

Uygulanabilir cevherler:Kalkalı fosfat cevherleri (fosfat-dolomit/kalsit ilişkileri)

2.3.3 Çift ters yüzdürme

İki aşamalı bir süreç: karbonatların primer flotasyonu; Silikatların yüzeysel flotasyonu

Uygulanabilirlik:Silisoz kalmaz fosfat cevherleri (örneğin, Çin'de Yunnan/Guizhou yatakları)

Avantajları:Düşük dereceli cevherleri (p₂o₅ <%20) işleyebilen,%30'u aşan konsantre notları elde eder

Genel Flotasyon Değerleri:Karmaşık cevherler için yüksek uyarlanabilirlik, üstün iyileşme oranları (%80-90)

Sınırlamalar:Yüksek reaktif maliyetleri, atık su arıtımı, ultra-yüzeyler için azaltılmış verimlilik gerektirir (-0.038mm)

2.4 Manyetik Ayırma

Manyetik mineralleri (örn., Manyetit, ilmenit) fosfat cevherlerinden ayırmak için uygulanır.

Süreç varyantları:

Düşük yoğunluklu manyetik ayırma (LIMS):
Güçlü manyetik mineralleri çıkarır (manyetik alan yoğunluğu: 0.1-0.3 Tesla)

Yüksek dereceli manyetik ayırma (HGMS):
Zayıf manyetik mineralleri işler (örn. Hematit)

Tipik uygulamalar:

Fosfat konsantrelerinden demir çıkarma (örneğin, Rusya'daki Kola Peninsula Apatit cevherleri)

Konsantre kalitesini artırmak için yüzdürme ile birlikte

2.5 Kimyasal Yararlanma

Öncelikle refrakter yüksek magnezyum fosfat cevherleri için kullanılır (yüksek MGO içeriği fosforik asit üretimini olumsuz etkiler). Anahtar işleme yöntemleri şunları içerir:

Asit Serileme Yöntemi:

Karbonatları çözmek için sülfürik veya hidroklorik asit kullanır

MGO içeriğini etkili bir şekilde azaltır

Kalsinasyon-sindirim yöntemi:

Yüksek sıcaklık kavurma ve ardından magnezyum çıkarma için su yıkama içerir (örn. Guizhou fosfat cevheri tedavisi)

Avantajları:Derin safsızlığın kaldırılmasını sağlar (MGO içeriği <%1)

Dezavantajlar:Yüksek enerji tüketimi, önemli ekipman korozyonu zorlukları

2.6 Fotoelektrik Sıralama

Esas olarak kaba taneli fosfat cevherinin (+10mm partiküller) ön konsantrasyonu için uygulanmıştır.

Çalışma İlkesi:

Fosfat minerallerini gang'den ayırt etmek için röntgen veya kızılöteye yakın sensörler kullanır

Fiziksel ayırma için yüksek basınçlı hava jetleri kullanır

Temel Avantajlar:

Erken atık reddi, aşağı akış öğütme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır

Endüstriyel uygulamalar:

Büyük fosfat üreticileri tarafından yaygın olarak benimsenmiştir (örn. Fas, Ürdün operasyonları)

2.7 Kombine Yararlanma Süreçleri

Karmaşık fosfat cevherleri tipik olarak entegre işleme akışları gerektirir ve şunları içeren temsili konfigürasyonlar:

Ovma
(Hubei Eyaleti Fosfat Tortuları için Uygulanır, Çin)

Yerçekimi-manyetik flotasyon kombinasyonu
(Brezilya apatit cevherleri için etkili)

Kalsinasyon-sindirim flotasyon sistemi
(Yüksek magnezyum fosfat cevherleri için optimize edilmiş)

3. Fosfat flotasyon reaktifleri

3.1 pH değiştiriciler

Sodyum karbonat, fosfat flotasyon sistemlerinde birincil pH değiştirici olarak hizmet eder. Çok işlevli rolleri şunları içerir:

PH tamponlama:Kararlı alkalinitesi korur (tipik olarak pH 9-10)

İyon Kontrolü:Yağ asidi reaktif tüketimini azaltmak için zararlı ca²⁺/mg²⁺ iyonlarını çöktürür

Sinerjik etkiler:Kombinatoral olarak kullanıldığında depresanları (örneğin, sodyum silikat) silikat geliştirir

Dispersiyon:Peptizasyon yoluyla balçık aglomerasyonunu önler

3.2 Depresanlar

Fosfat flotasyon depresanları hedef mineral tiplerine göre kategorize edilir:

Depresanları Silindirin:

Sodyum silikat: oksit mineral flotasyonunda yaygın olarak kullanılır

*Silikat/alüminosilikat minerallerini etkili bir şekilde bastırır

*Çift dispers işlevselliği sağlar

Modifiye nişastası: kuvars depresyon kapasitesini gösterir

Karbonat depresanlar:

Sentetik Tanenler: Karbonat Gange Depresyonu için Endüstri Standart

*Özellikle kalkerli fosfat cevherlerinde etkili

Fosfat depresanlar (Çin uygulaması):

İnorganik asitler/tuzlar: sülfürik asit, fosforik asit ve türevler

3.3 Koleksiyoner

Anyonik koleksiyoncular:
Yağ asidi reaktifleri, fosfat flotasyonunda en yaygın kullanılan anyonik koleksiyoncuları temsil eder.

Katyonik koleksiyoncular:
Öncelikle kalkerli/silisli safsızlıkların giderilmesi için ters yüzerde kullanılır:

*Amin bazlı koleksiyoncular: Yağ aminleri, poliaminler, amidler, eter aminleri (gelişmiş bulamaç dispersiyonu için özellik eter grubu modifikasyonu), yoğunlaştırılmış aminler, kuaterner amonyum tuzları dahil olmak üzere baskın kategori

*Eter aminleri: Özellikle desilentasyon uygulamalarında etkili olan üstün silikat toplama kapasitesi sergileyin

Amfoterik koleksiyoncular:
Hem anyonik hem de katyonik fonksiyonel gruplar içeren polar organik bileşikler:

*pH'a bağlı davranış: asidik ortamda katyonik, alkalin koşullarında anyonik, izoelektrik noktada elektronutral

*Yaygın varyantlar: amino-karboksilik asitler, amino-sülfonik asitler, amino-fosfonik asitler, amino-ester tipleri, amid-karboksil bileşikleri

İyonik olmayan koleksiyoncular:
Esas olarak hidrokarbon yağları ve esterler: performansı arttırmak için genellikle iyonik koleksiyoncularla sinerjist olarak kullanılan apatitin orta derecede doğal yüzdürülebilirliği nedeniyle daha yüksek dozajlar gerektirir

4. Fosfat faydalanmasında gelişme eğilimleri

Yeşil Mineral İşleme:

Toksik olmayan flotasyon reaktiflerinin geliştirilmesi (örn. Biyo bazlı koleksiyoncular)

Gelişmiş Atıksu Geri Dönüşüm Sistemleri (Membran Tedavisi Teknolojileri)

Akıllı Sıralama:

Fotoelektrik sıralamanın AI tanıma ile entegrasyonu

Kaba cevher ayırma verimliliğinde önemli iyileşme

Düşük dereceli cevher kullanımı:

Mikrobiyal Sızma Teknolojileri (Fosfat Solubilize edici Bakteri Uygulamaları)

KAYDIRILIK KAPSAMLI KULLANIM:

Nadir toprak elemanı iyileşmesi (örneğin, Çin fosfat atıklarından yttrium ve lantanim)

5. Sonuç

Fosfat faydalanması, cevher özelliklerine dayalı özel süreçler gerektirir. Flotasyon şu anda baskın yöntem olmaya devam ederken, entegre akış şemaları ve yeşil teknolojiler gelecekteki yönü temsil etmektedir. Fosfor kaynaklarına yönelik küresel talebin artmasıyla, yüksek verimli ve çevresel olarak sürdürülebilir faydalanma teknolojilerinin geliştirilmesi, endüstri ilerlemesi için giderek daha kritik hale gelecektir.