يتم تصنيف خامات الفوسفات في الطبيعة بشكل أساسي إلى نوع الأباتيت (على سبيل المثال ، fluorapatite ca₅ (po₄) ₃f) والفوسفوريت الرسوبية (على سبيل المثال ، collophanite). بسبب الاختلافات الكبيرة في درجات الخام الخام (محتوى P₂O₅ يتراوح من 5 ٪ إلى 40 ٪) ، عادة ما تكون عمليات الاستفادة مطلوبة لتعزيز الدرجة لتلبية المعايير الصناعية (P₂O₅ ≥ 30 ٪).
خامات الفوسفات غنية بالفوسفور ، وتستخدم في المقام الأول لاستخراج الفوسفور وإنتاج المنتجات الكيميائية ذات الصلة ، مثل الأسمدة الفوسفات المعروفة على نطاق واسع ، وكذلك المواد الكيميائية الصناعية الشائعة مثل الفوسفور الأصفر والفوسفور الأحمر. هذه المواد المستندة إلى الفوسفور ، المستمدة من خامات الفوسفات ، تجد تطبيقات واسعة النطاق في الزراعة ، والطعام ، والطب ، والمواد الكيميائية ، والمنسوجات ، والزجاج ، والسيراميك ، وغيرها من الصناعات.
بالنظر إلى قابلية التعويم العالية عمومًا لخامات الفوسفات ، فإن التعويم هو طريقة الاستفادة الأكثر شيوعًا.
2 أساليب الاستفادة من خام الفوسفات
يعتمد اختيار عمليات الاستفادة من خام الفوسفات على نوع الخام ، والتكوين المعدني ، وخصائص النشر. تشمل الطرق الأساسية:
تنظيف و desliming ، فصل الجاذبية ، التعويم ، الفصل المغناطيسي ، الاستفادة الكيميائية ، الفرز الكهروضوئي ، والعمليات المشتركة.
هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لخامات الفوسفات التي تم تجويفها بشكل كبير مع محتوى طين عالي (مثل بعض الفوسفوريات الرسوبية). تتكون العملية التكنولوجية من:
التكسير والفحص:يتم سحق الخام الخام إلى حجم الجسيمات المناسب (على سبيل المثال ، أقل من 20 مم)
التنظيف:توظيف أجهزة تنظيف (مثل أجهزة الفقرة الحوض) مع إثارة المياه لفصل الطين والأيلال الجميلة
desliming:باستخدام الهيدروكلونات أو المصنفات الحلزونية لإزالة جزيئات الوحل أصغر من 0.074 ملم
المزايا:تتميز بتشغيل بسيط وتكلفة منخفضة ، قادرة على زيادة درجة p₂o₅ بنسبة 2-5 ٪
القيود:يظهر فعالية محدودة لمعالجة الخامات مع المعادن المتداخلة عن كثب
هذه الطريقة قابلة للتطبيق على الخامات حيث تظهر معادن الفوسفات والجنون اختلافات كبيرة في الكثافة (على سبيل المثال ، رابطات الأباتيت-كوارتز). تشمل المعدات الشائعة الاستخدام:
آلات القفز:مثالي لمعالجة خام الحبيبات الخشنة (+0.5 مم)
المكثفات الحلزونية:فعالة لفصل الجسيمات المتوسطة (0.1-0.5 مم)
الجداول الهز:متخصص لفصل الدقة
المزايا:عملية خالية من المواد الكيميائية ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمناطق التي تسبق المياه
القيود:معدلات استرداد أقل نسبيا (حوالي 60-70 ٪) ؛ غير فعال لمعالجة خامات الجسيمات فائقة
تقنية الاستفادة الأكثر تطبيقًا على نطاق واسع لخامات الفوسفات ، وخاصة فعالة للمعالجة: خامات كولوفانية منخفضة الدرجة ، وأنواع خام معقدة منتشرة
مخطط الكاشف:
جامع:الأحماض الدهنية (على سبيل المثال ، حمض الأوليك ، صابون البارافين المؤكسد)
الاكتئاب:سيليكات الصوديوم (لاكتئاب السيليكات) ، النشا (لاكتئاب الكربونات)
معدل الرقم الهيدروجيني:كربونات الصوديوم (ضبط درجة الحموضة إلى 9-10)
تدفق العملية:
① خام العجلة إلى 70-80 ٪ يمرون 0.074 ملم
② اللب الشرطي بالتتابع مع الاكتئاب والجمع
flooat المعادن الفوسفات
④ مركيز المياه للحصول على المنتج النهائي
نوع الخام المطبقة:خام الفوسفات السيليسي (جمعية الفوسفات-كوارتز)
مخطط الكاشف:
جامع:مركبات أمين (على سبيل المثال ، dodecylamine) لتطفو السيليكات
الاكتئاب:حمض الفوسفوريك للاكتئاب المعدني الفوسفات
الخامات المعمول بها:خامات الفوسفات الجيرية (جمعيات الفوسفات الدولوميت/الكالسيت)
عملية على مرحلتين: ① تعويم الكربونات ؛ ② تعويم سيليكات الثانوية
قابلية التطبيق:خامات الفوسفات السيليسي المزروعة (على سبيل المثال ، رواسب يونان/غيتشو في الصين)
المزايا:قادرة على معالجة الخامات منخفضة الدرجة (p₂o₅ <20 ٪) ، يحقق درجات التركيز التي تتجاوز 30 ٪
مزايا التعويم العام:ارتفاع القدرة على التكيف مع الخامات المعقدة ، معدلات الاسترداد الفائقة (80-90 ٪)
القيود:تكاليف الكاشف المرتفعة ، تتطلب معالجة مياه الصرف الصحي ، وتقليل الكفاءة للخطوط الفائقة (-0.038 مم)
تطبق لفصل المعادن المغناطيسية (على سبيل المثال ، المغنتيت ، ilmenite) من خامات الفوسفات.
المتغيرات العملية:
فصل مغناطيسي منخفض الكثافة (LIMS):
يزيل المعادن المغناطيسية بقوة (شدة المجال المغناطيسي: 0.1-0.3 تسلا)
الفصل المغناطيسي عالي المستوى (HGMS):
عمليات المعادن المغناطيسية الضعيفة (على سبيل المثال ، الهيماتيت)
التطبيقات النموذجية:
إزالة الحديد من مركبات الفوسفات (على سبيل المثال ، خامات شبه جزيرة كولا الأباتيت في روسيا)
جنبا إلى جنب مع التعويم لتعزيز جودة التركيز
يستخدم في المقام الأول لخامات الفوسفات عالية الحرارية (محتوى MGO المرتفع بشكل سلبي إنتاج حمض الفوسفوريك). تتضمن طرق المعالجة الرئيسية:
طريقة ترشيح الحمض:
يستخدم حمض الكبريتيك أو هيدروكلوريك لحل الكربونات
يقلل بشكل فعال من محتوى MGO
طريقة هضم التكلس:
ينطوي على تحميص ارتفاع درجات الحرارة تليها غسل المياه لإزالة المغنيسيوم (على سبيل المثال ، علاج خام الفوسفات Guizhou)
المزايا:يتيح إزالة الشوائب العميقة (محتوى MGO <1 ٪)
عيوب:ارتفاع استهلاك الطاقة ، تحديات تآكل معدات كبيرة
تم تطبيقه بشكل أساسي على تركيز ما قبل التركيز على خام الفوسفات الخشن (+جسيمات 10 مم).
مبدأ العمل:
توظف أجهزة استشعار الأشعة السينية أو الأشعة تحت الحمراء لتمييز معادن الفوسفات عن الجانغ
يستخدم طائرات الهواء عالية الضغط للفصل المادي
المزايا الرئيسية:
رفض النفايات المبكرة يقلل بشكل كبير من تكاليف طحن مجرى النهر
التطبيقات الصناعية:
اعتمدها على نطاق واسع من قبل منتجي الفوسفات الرئيسيين (مثل المغرب ، العمليات الأردنية)
تتطلب خامات الفوسفات المعقدة عادة تدفقات معالجة متكاملة ، مع تكوينات تمثيلية بما في ذلك:
دائرة التنظيف-دائرة التلاشي
(تقدمت بطلب للحصول على رواسب فوسفات مقاطعة هوبي ، الصين)
مزيج الجاذبية المغنطيسية
(فعالة لخامات الأباتيت البرازيلية)
نظام التكلس التكلفة
(محسّن لخامات الفوسفات عالية المغنيسيوم)
3. كواشف تعويم الفوسفات
3.1 معدلات الرقم الهيدروجيني
تعمل كربونات الصوديوم كمعدل الأس الهيدروجيني الأساسي في أنظمة تعويم الفوسفات. تشمل أدوارها متعددة الوظائف:
التخزين المؤقت للـ PH:يحافظ على القلوية المستقرة (عادةً الرقم الهيدروجيني 9-10)
التحكم الأيوني:يترسب أيونات Ca²⁺/mg²⁺ ضارة لتقليل استهلاك كاشف الأحماض الدهنية
الآثار التآزرية:يعزز الاكتئاب السيليكات (على سبيل المثال ، سيليكات الصوديوم) عند استخدام
تشتت:يمنع تكتل الوحل من خلال هضبة
3.2 الاكتئاب
يتم تصنيف الاكتئاب الفوسفاتية عن طريق الأنواع المعدنية المستهدفة:
الاكتئاب السيليكات:
سيليكات الصوديوم: يستخدم على نطاق واسع في تعويم أكسيد المعادن
*يزعج بشكل فعال معادن السيليكات/الألومنيوسيليكات
*يوفر وظائف مشتتة مزدوجة
النشا المعدل: يوضح قدرة الاكتئاب الكوارتز
الاكتئاب الكربونات:
العفص الاصطناعي: قياسي الصناعة لاكتئاب جانج كربونات
*فعالة بشكل خاص في خامات الفوسفات الجيرية
الاكتئاب الفوسفات (ممارسة الصين):
الأحماض/الأملاح غير العضوية: حمض الكبريتيك وحمض الفوسفوريك والمشتقات
3.3 جامعي
جامعي الأنيونات:
تمثل كواشف الأحماض الدهنية أكثر جامعي الأنيون استخدامًا في تعويم الفوسفات.
جامعي الكاتيونات:
يعمل بشكل أساسي في التعويم العكسي لإزالة الشوائب الجيرية/السيليسية:
*هواة جامعي مقرها الأمين: الفئة المهيمنة بما في ذلك: الأمينات الدهنية ، البوليامينات ، الأمينات ، الأثيرات الأثير (تعديل مجموعة الأثير لتشتت الملاط المحسن) ، الأمينات المكثفة ، أملاح الأمونيوم الرباعية
*الأثير الأمينات: إظهار قدرة جمع السيليكات المتفوقة ، وخاصة فعالة في تطبيقات التخلص
جامعي البرمائيات:
المركبات العضوية القطبية التي تحتوي على كل من المجموعات الوظيفية الأنيونية والكاتيونية:
*السلوك المعتمد على الرقم الهيدروجيني: كاتيوني في الوسائط الحمضية ، الأنيوني في الظروف القلوية ، الكهربية في نقطة كهروضوئية
*المتغيرات الشائعة: الأحماض الأمينية الكربوكسيلية ، والأحماض الأمينية السلفوني ، والأحماض الأمينية الفوسفونية ، وأنواع الأمينية ، ومركبات الكربوكسيل
جامعي غير يونيون:
بشكل رئيسي زيوت واسترات الهيدروكربون: تتطلب جرعات أعلى بسبب قابلية الطبيعية المعتدلة من الأباتيت ، وغالبًا ما يتم استخدامها كمتآزمين مع جامعي أيوني لتعزيز الأداء
معالجة المعادن الخضراء:
تطوير كواشف التعويم غير السامة (على سبيل المثال ، هواة الجمع القائمة على الحيوية)
أنظمة إعادة تدوير مياه الصرف الصحي المتقدمة (تقنيات معالجة الغشاء)
الفرز الذكي:
تكامل الفرز الكهروضوئي مع التعرف على الذكاء الاصطناعي
تحسن كبير في كفاءة فصل الخام الخشنة
استخدام خام منخفض الدرجة:
تقنيات الترشيح الميكروبية (تطبيقات البكتيريا الفوسفاتية)
المخلفات الاستخدام الشامل:
استعادة عنصر الأرض النادر (على سبيل المثال ، Yttrium و Lanthanum من مخلفات الفوسفات الصينية)
يتطلب الاستفادة من الفوسفات عمليات مصممة على أساس خصائص الخام. في حين أن التعويم يظل الطريقة المهيمنة حاليًا ، تمثل أوراق التدفقات المتكاملة والتقنيات الخضراء الاتجاه المستقبلي. مع تزايد الطلب العالمي على موارد الفسفور ، سيصبح تطوير تقنيات الاستفادة من الكفاءة العالية وتقنيات الاستفادة من البيئة بشكل متزايد للتقدم في الصناعة.
