Jakie są metody pozyskiwania rudy fosforanowej?

1 Przegląd rudy fosforanowej

Rudy fosforanowe w naturze są głównie klasyfikowane do typu apatytowego (np. Fluorapatytu Ca₅ (Po₄) ₃f) i fosforytu osadowego (np. Kolofanitu). Ze względu na znaczące różnice w stopniach rud surowych (zawartość P₂O₅ w zakresie od 5%do 40%), procesy korzystania są zwykle wymagane w celu zwiększenia oceny w celu spełnienia standardów przemysłowych (P₂O₅ ≥ 30%).

Rudy fosforanowe są bogate w fosfor, stosowane przede wszystkim do ekstrakcji fosforu i wytwarzania powiązanych produktów chemicznych, takich jak powszechnie znane nawozy fosforanowe, a także wspólne chemikalia przemysłowe, takie jak żółty fosfor i czerwony fosfor. Te materiały oparte na fosforach, pochodzące z rud fosforanowych, znajdują obszerne zastosowania w rolnictwie, żywności, medycynie, chemikaliach, tekstyliach, szkła, ceramice i innych branżach.

Biorąc pod uwagę ogólnie wysoką pływak rud fosforanowych, flotacja jest najczęściej stosowaną metodą korzystania.

2 Metody korzystania z rudy fosforanowej
 

Wybór procesów korzystania z rudy fosforanowej zależy od rodzaju rudy, składu minerału i charakterystyki rozprzestrzeniania się. Podstawowe metody obejmują:
Szorowanie i rozpuszczenie, separacja grawitacyjna, flotacja, separacja magnetyczna, korzystanie z chemicznego, sortowanie fotoelektryczne i połączone procesy.

2.1 Proces szorowania i rozpuszczenia

Ta metoda jest szczególnie odpowiednia dla mocno wyblakłych rud fosforanowych o wysokiej zawartości gliny (takich jak niektóre fosforany osadowe). Proces technologiczny składa się z:

Kruszenie i badania przesiewowe:Ruda surowa jest zmiażdżona do odpowiedniego rozmiaru cząstek (np. Poniżej 20 mm)
Szorowanie:Zatrudnienie płuczek (takich jak płuczki) z pobudzeniem wody w celu oddzielenia gliny i drobnych szlamów
Desliming:Używanie hydrocyklonów lub spiralnych klasyfikatorów do usuwania cząstek szlamu mniejszych niż 0,074 mm

Zalety:Zawiera prostą obsługę i niski koszt, zdolny do zwiększenia oceny P₂O₅ o 2-5%
Ograniczenia:Pokazuje ograniczoną skuteczność rud przetwarzania z blisko interfejsami minerałami

2.2 Separacja grawitacyjna

Metoda ta ma zastosowanie do rud, w których minerały fosforanowe i ognnictwo wykazują znaczące różnice gęstości (np. Stowarzyszenia apatyt-kwartza). Powszechnie używany sprzęt obejmuje:

Maszyny do jigowania:Idealny do przetwarzania gruboziarnistej rudy (+0,5 mm)

Spiralne koncentratory:Skuteczny w średnim separacji cząstek (0,1-0,5 mm)

Wstrząsanie stołami:Specjalizowane do precyzyjnego separacji

Zalety:Proces wolny od chemikaliów, co czyni go szczególnie odpowiednim do regionów wód wodnych

Ograniczenia:Stosunkowo niższe wskaźniki odzysku (około 60–70%); Nieskuteczne do przetwarzania ultra-fine cząstek

2.3 Metoda flotacji

Najczęściej stosowana technologia korzystania z rud fosforanowych, szczególnie skuteczna w przetwarzaniu: ruda kolofanitu o niskiej jakości, złożone rodzaje rudy rozpowszechnionej

2.3.1 Bezpośrednia flotacja (fosforan mineralny)

Schemat odczynnika:

Kolektor:Kwasy tłuszczowe (np. Kwas oleinowy, utlenione mydło parafinowe)

Depresyjny:Krzemian sodu (do depresji krzemianowej), skrobia (do depresji węglanowej)

Modyfikator pH:Węglan sodu (regulacja pH do 9-10)

Przepływ procesu:

① Ruda ruda do 70-80% przechodzących 0,074 mm

② Condition Pulp sekwencyjnie z depresantami i kolekcjonerami

③ Float Minerals

④ -Dewater koncentruje się na uzyskanie produktu końcowego

Odpowiedni typ rudy:Krzemionkowa ruda fosforanowa (stowarzyszenie fosforan-kwartza)

2.3.2 Odwrotna flotacja (flotacja mineralna Gongue)

Schemat odczynnika:

Kolektor:Związki aminowe (np. Dodecyloamina) do flotacji krzemianowej

Depresyjny:Kwas fosforowy do depresji mineralnej fosforanu

Odpowiednie rudy:Wapienne ruda fosforanowe (powiązania fosforan-dolomitu/kalcytu)

2.3.3 Podwójna odwrotna flotacja

Dwustopniowy proces: ①primary flotacja węglanów; Secondary Flotacja krzemianów

Zastosowanie:Krzemowe ruda fosforanowe (np. Złoża Yunnan/Guizhou w Chinach)

Zalety:Zdolne do przetwarzania rud o niskiej jakości (p₂o₅ <20%), osiąga stopnie koncentratu przekraczające 30%

Ogólne zalety flotacji:Wysoka zdolność adaptacyjna dla złożonych rud, doskonałe wskaźniki odzysku (80–90%)

Ograniczenia:Wysokie koszty odczynnika wymagają oczyszczania ścieków, zmniejszonej wydajności ultra-fin (-0,038 mm)

2.4 Separacja magnetyczna

Zastosowane do oddzielania minerałów magnetycznych (np. Magnetytu, ilmenitu) od rud fosforanowych.

Warianty procesu:

Separacja magnetyczna o niskiej intensywności (LIMS):
Usuwa silnie magnetyczne minerały (intensywność pola magnetycznego: 0,1-0,3 Tesla)

Separacja magnetyczna o wysokim stopniu gradiencyjnym (HGMS):
Procesy słabo magnetyczne minerały (np. Hematyt)

Typowe zastosowania:

Usuwanie żelaza z koncentratów fosforanowych (np. Rudy apatytowe Półwyspu Kola w Rosji)

W połączeniu z flotacją w celu zwiększenia jakości koncentratu

2.5 Korzystanie chemiczne

Zastosowano przede wszystkim do opornych na ogniotrwałych rudach fosforanowych o wysokiej magnezie (podwyższona zawartość MGO niekorzystnie wpływa na produkcję kwasu fosforowego). Kluczowe metody przetwarzania obejmują:

Metoda ługowania kwasu:

Wykorzystuje kwas siarkowy lub shidrochlorowy do rozpuszczenia węglanów

Skutecznie zmniejsza zawartość MGO

Metoda kalcynacji:

Obejmuje pieczenie w wysokiej temperaturze, a następnie mycie wody do usuwania magnezu (np. Oczyszczanie rudy fosforanowej Guizhou)

Zalety:Umożliwia głębokie usuwanie zanieczyszczeń (zawartość MGO <1%)

Wady:Wysokie zużycie energii, znaczące wyzwania związane z korozją sprzętu

2.6 Sortowanie fotoelektryczne

Stosowane głównie do wstępnego stężenia gruboziarnistej rudy fosforanowej (+10 mm).

Zasada pracy:

Wykorzystuje czujniki rentgenowskie lub bliskiej podczerwieni do odróżnienia minerałów fosforanowych od skazania

Wykorzystuje dysze powietrzne pod wysokim ciśnieniem do separacji fizycznej

Kluczowe zalety:

Wczesne odrzucenie odpadów znacznie obniża koszty szlifowania

Zastosowania przemysłowe:

Powszechnie przyjęty przez głównych producentów fosforanów (np. Maroko, Operacje Jordanii)

2.7 Połączone procesy korzystania

Złożone rudy fosforanowe zazwyczaj wymagają zintegrowanych przepływów przetwarzania, z reprezentatywnymi konfiguracją, w tym:

Obwód szorowania desliming-flotacja
(Zastosowano o złoża fosforanowe w prowincji Hubei, Chiny)

Połączenie grawitacji-magnetycznej flotacji
(Skuteczne dla brazylijskich rud apatytowych)

System flotacji kalcynacji
(Zoptymalizowane pod kątem rud fosforanowych o wysokiej magnezie)

3. Odczynniki fosforanu flotacji

3.1 Modyfikatory pH

Węglan sodu służy jako główny modyfikator pH w układach fosforanu flotacji. Jego wielofunkcyjne role obejmują:

buforowanie pH:Utrzymuje stabilną zasadowość (zwykle pH 9-10)

Kontrola jonów:Wytrąca się szkodliwe jony Ca²⁺/mg²⁺ w celu zmniejszenia zużycia odczynników kwasów tłuszczowych

Synergistyczne efekty:Zwiększa krzemian depresyjnych (np. Krzemian sodu), gdy stosuje się kombinatorycznie

Dyspersja:Zapobiega aglomeracji szlamu poprzez peptyzację

3.2 Depresyjki

Depresje fosforanowe flotacyjne są klasyfikowane według docelowych typów minerałów:

Depresyjki krzemianowe:

Krzemian sodu: szeroko stosowany w flotacji mineralnej tlenku

*Skutecznie depresja krzemian/aluminianowe minerały

*Zapewnia podwójną funkcjonalność dyspergatora

Zmodyfikowana skrobia: pokazuje zdolność depresji kwarcowej

Depresyjki węglanowe:

Syntetyczne garbniki: standard w branży do depresji skazania węglanowego

*Szczególnie skuteczny w wapiennych rudach fosforanowych

Depresyjki fosforanowe (praktyka chińska):

Kwasy/sole nieorganiczne: kwas siarkowy, kwas fosforowy i pochodne

3.3 Kolekcjonerzy

Anioniczni kolekcjonerzy:
Odczynniki kwasu tłuszczowego reprezentują najczęściej stosowane kolekcjonerki anionowe w flotacji fosforanowej.

Kainicy kolekcjonerzy:
Zastosowano przede wszystkim w odwrotnej flotacji do usuwania zanieczyszczeń wapiennych/krzemionkowych:

*Kolekcjonerzy oparte na aminach: Dominująca kategoria, w tym: aminy tłuszczowe, poliamin, amidki, aminy eterowe (modyfikacja cechy grupy eterowej dla ulepszonej dyspersji zawiesiny), skondensowane aminy, czwartorzędowe sole amonowe

*Eterowe aminy: Wykazują doskonałą pojemność koleś

Kolekcjonerzy amfoteryczne:
Polarne związki organiczne zawierające zarówno anionowe, jak i kationowe grupy funkcjonalne:

*Zachowanie zależne od pH: kationowy w pożywce kwaśnej, anionowy w warunkach alkalicznych, elektrooniutralny w punkcie izoelektrycznym

*Wspólne warianty: kwasy aminokarboksylowe, kwasy amino-sulfonowe, kwasy aminowo-fosfoniczne, typy amino-ester, związki amid-karboksylowe

Kolekcjonerzy nie-jońskich:
Głównie oleje i estry węglowodorowe: Wymagaj wyższych dawek z powodu umiarkowanej naturalnej pływania apatytu, często stosowanego jako synergiści z kolekcjonerami jonowymi w celu zwiększenia wydajności

4. Tendencje rozwojowe w zakresie korzystania z fosforanu

Zielone przetwarzanie minerałów:

Opracowanie nietoksycznych odczynników flotacyjnych (np. Kolekcjonerzy bio)

Zaawansowane systemy recyklingu ścieków (Membrane Ovead Technologies)

Inteligentne sortowanie:

Integracja sortowania fotoelektrycznego z rozpoznawaniem AI

Znaczna poprawa wydajności rozdziału rud

Wykorzystanie rudy o niskiej jakości:

Technologie wymywania drobnoustrojów (zastosowania bakterii sformułowania fosforan

Obok kompleksowe wykorzystanie:

Odzyskiwanie pierwiastków ziem rzadkich (np. Yttrium i Lantanum z chińskich odpadów fosforanowych)

5. Wniosek

Korzystanie z fosforanów wymaga dostosowanych procesów opartych na cechach rudy. Podczas gdy flotacja pozostaje obecnie dominującą metodą, zintegrowane arkusze przepływowe i zielone technologie reprezentują przyszły kierunek. Wraz z rosnącym globalnym popytem na zasoby fosforu rozwój wysokowydajnych i zrównoważonych technologii korzystnych dla środowiska stanie się coraz bardziej kluczowy dla rozwoju branży.