Каковы методы получения фосфатной руды?
1 Обзор фосфатной руды
Фосфатные руды в природе в основном классифицируются на апатитный тип (например, фторапатит Ca5 ((PO4) 3F) и осадочный фосфорит (например, коллофанит).Из-за значительных различий в сортах сырой руды (содержание P2O5 составляет от 5% до 40%)Для повышения качества, чтобы соответствовать промышленным стандартам (P2O5 ≥ 30%).
Фосфатные руды богаты фосфором, в основном используются для добычи фосфора и производства смежных химических продуктов, таких как широко известные фосфатные удобрения,а также распространенных промышленных химических веществ, таких как желтый фосфор и красный фосфорЭти материалы на основе фосфора, полученные из фосфатных руд, имеют широкое применение в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, химической промышленности, текстильной промышленности, стекле, керамике и других отраслях промышленности.
Учитывая, что фосфатные руды обычно имеют высокую плавучесть, флотация является наиболее часто используемым методом получения полезных ископаемых.
2 Методы получения выгоды от фосфорной руды
Выбор процессов получения фосфатной руды зависит от типа руды, минерального состава и характеристик распространения.Стрижка и очистка от глины, гравитационное разделение, флотация, магнитное разделение, химическая очистка, фотоэлектрическая сортировка и комбинированные процессы.
2.1 Процесс промывки и очистки
Этот метод особенно подходит для сильно выветрившихся фосфатных руд с высоким содержанием глины (например, некоторых осадочных фосфоритов).
Дробление и скрининг:Необработанная руда измельчается до соответствующего размера частиц (например, менее 20 мм)
Стирание:Использование скрабберов (например, скрабберов с водой) для разделения глины и мелкой слизи
Очистка:Использование гидроциклонов или спиральных классификаторов для удаления частиц слизи меньше 0,074 мм
Преимущества:Простая эксплуатация и низкая стоимость, способная увеличить уровень P2O5 на 2-5%
Ограничения:Ограниченная эффективность для обработки руд с тесно связанными минералами
2.2 Сепарация при тяжести
Данный метод применим к рудам, где фосфатные минералы и ганга проявляют значительные различия в плотности (например, ассоциации апатит-кварц).
Машины для сжигания:Идеально подходит для обработки грубозернистой руды (+0,5 мм)
Спиральные концентраторы:Эффективно для сепарации средне-тонких частиц (0,1-0,5 мм)
Таблицы для дрожания:Специализированные для точного отделения
Преимущества:Процесс, свободный от химических веществ, что делает его особенно подходящим для районов с дефицитом воды
Ограничения:Относительно низкие показатели восстановления (примерно 60-70%); неэффективно для обработки сверхтонких частиц руды
2.3 Способ флотации
Наиболее широко применяемая технология преобразования фосфатных руд, особенно эффективная для переработки: низкокачественные коллофанитовые руды, сложные диссеминированные виды руды
2.3.1 Прямая флотация (флотация фосфатных минералов)
Схема реагента:
Коллекционер:Жирные кислоты (например, олеиновая кислота, окисленное парафиновое мыло)
Депрессанты:Силикат натрия (для силикатной депрессии), крахмал (для карбонатной депрессии)
Модификатор pH:Карбонат натрия (корректировка pH до 9-10)
Поток процесса:
1Смельчить руду до 70-80% с прохождением 0,074 мм
2Становить целлюлозу последовательно с депресантами и коллекторами
3Флоатические минералы
Концентрированные деводы для получения конечного продукта
Применимый тип руды:Кремниевая фосфатная руда (фосфатно-кварцевая ассоциация)
2.3.2 Обратная флотация (флотирование минералов гангу)
Схема реагента:
Коллекционер:Соединения аминов (например, додециламин) для флотации силикатов
Депрессанты:Фосфорная кислота для фосфатной минеральной депрессии
Применимые руды:Кальциновые фосфатные руды (фосфатно-доломитовые/кальцитовые соединения)
2.3.3 Двойная обратная флотация
Процесс в два этапа: 1Первичная флотация карбонатов; 2Вторичная флотация силикатов
Применимость:Кремниево-кальциновые фосфатные руды (например, месторождения Юньнань/Гуйчжоу в Китае)
Преимущества:Способен перерабатывать руды низкого класса (P2O5 < 20%), достигает концентратов более 30%
Общие преимущества флотации:Высокая адаптивность для сложных руд, более высокие показатели восстановления (80-90%)
Ограничения:Высокие затраты на реагенты, требует очистки сточных вод, снижение эффективности для сверхтонких (-0,038 мм)
2.4 Магнитное разделение
Применяется для отделения магнитных минералов (например, магнита, илменита) от фосфатных руд.
Варианты процесса:
Магнитное разделение низкой интенсивности (LIMS):Удаляет сильно магнитные минералы (интенсивность магнитного поля: 0,1-0,3 Тесла)
Магнитное разделение с высоким градиентом (HGMS):Обрабатывает слабомагнитные минералы (например, гематит)
Типичные применения:
Удаление железа из фосфатных концентратов (например, Апатитовые руды Кольского полуострова в России)
В сочетании с флотацией для повышения качества концентрата
2.5 Химическая польза
В основном используется для огнеупорных фосфатных руд с высоким содержанием магния (повышенное содержание MgO отрицательно влияет на производство фосфорной кислоты).
Метод кислотного выщелачивания:
Использует серную или солевую кислоту для растворения карбонатов
Эффективно снижает содержание MgO
Метод кальцинации и переваривания:
Включает в себя высокотемпературное обжарение, за которым следует промывка водой для удаления магния (например, обработка фосфатной руды в Гуйчжоу)
Преимущества:Позволяет глубоко удалять примеси (содержание MgO < 1%)
Недостатки:Высокое потребление энергии, значительные проблемы коррозии оборудования
2.6 Фотоэлектрическая сортировка
В основном применяется для предварительной концентрации грубозернистой фосфатной руды (+ 10 мм частиц).
Принцип работы:
Использует рентгеновские или ближние инфракрасные датчики для различения фосфатных минералов от ганги
Использует высокоточные воздушные струи для физического разделения
Ключевые преимущества:
Раннее отбрасывание отходов значительно снижает затраты на измельчение
Промышленное применение:
Широко применяется крупными производителями фосфата (например, в Марокко, Иордании)
2.7 Процессы комбинированной выгоды
Комплексные фосфатные руды обычно требуют интегрированных процессов обработки, с репрезентативными конфигурациями, включающими:
Схема очистки-обезжирания-флотации(Заявлено для фосфатных месторождений провинции Хубэй, Китай)
Комбинация гравитация-магнитно-флотация(Эффективно для бразильских апатитовых руд)
Система кальцинации-переваривания-флотации(Оптимизировано для фосфатных руд с высоким содержанием магния)
3Фосфатные флотирующие реагенты
3.1 Модификаторы pH
Карбонат натрия служит основным модификатором pH в системах флотации фосфатов.
Буферное pH:Сохраняет стабильную щелочность (обычно pH 9-10)
Контроль ионов:Осаждает вредные ионы Ca2+/Mg2+ для уменьшения потребления жирных кислот
Синергетические эффекты:Усиливает силикатные депрессанты (например, силикат натрия), когда используется в комбинации
Дисперсия:Предотвращает скопление слизи через пептизацию
3.2 Депрессанты
Фосфатные флотационные депрессанты классифицируются по целевым типам минералов:
Силикатные депрессанты:
Силикат натрия: широко используется в минеральной флотации оксидов
*Эффективно подавляет силикатные/алюминосиликатные минералы
* Обеспечивает двойную диспергентную функциональность
Модифицированный крахмал: демонстрирует способность к депрессии кварца
Карбонатные депрессанты:
Синтетические танины: отраслевой стандарт для депрессии карбонатных ганг
*Особенно эффективно в известковых фосфатных рудах
Фосфатные депрессанты (китайская практика):
Неорганические кислоты/соли: серная кислота, фосфорная кислота и производные
3.3 Коллекторы
Анионные коллекторы:Реагенты жирных кислот представляют собой наиболее широко используемые анионные коллекторы в фосфатной флотации.
Катионные коллекторы:В основном используется при обратной флотации для удаления известняковых/кремнеобразных примеси:
*Сборники на основе аминов: доминирующая категория, включающая: жирные амины, полиамины, амиды, эфирные амины (модификация эфирной группы для повышения дисперсии навоза), конденсированные амины,Соли аммиака четвертичного типа
*Эфирные амины: обладают превосходной способностью к сбору силикатов, особенно эффективны в применении для обезсилирования
Амфотерические коллекторы:Полярные органические соединения, содержащие как анионные, так и катионные функциональные группы:
* pH-зависимое поведение: катионное в кислотных средах, анионное в щелочных условиях, электронейтральное в изоэлектрической точке
*Обычные варианты: аминокарбоксильные кислоты, аминосульфонические кислоты, аминофосфонические кислоты, аминоэстерные типы, амидокарбоксильные соединения
Неионные коллекторы:В основном углеводородные масла и эфиры: требуют более высоких дозировок из-за умеренной естественной плавучести апатита, часто используются в качестве синергистов с ионными коллекторами для повышения производительности
4. Тенденции развития фосфорной выработки
Переработка зеленых минералов:
Разработка нетоксичных флотирующих реагентов (например, коллекторов на биологической основе)
Передовые системы переработки сточных вод (технологии очистки мембраны)
Умная сортировка:
Интеграция фотоэлектрической сортировки с распознаванием ИИ
Значительное улучшение эффективности разделения грубой руды
Использование руды низкого сорта:
Технологии выщелачивания микробов (применение фосфат-растворяющих бактерий)
Отходы для полного использования:
Добыча редкоземельных элементов (например, иттрия и лантана из китайских фосфатных отходов)
5Заключение.
В то время как флотация остается доминирующим методом в настоящее время,Интегрированные графики потоков и зеленые технологии представляют собой будущее направлениеС ростом мирового спроса на фосфор,Разработка высокоэффективных и экологически устойчивых технологий очистки станет все более важной для развития промышленности.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
