Wat zijn de methoden voor het verkrijgen van fosfaaterts?

1 Overzicht van fosfaaterts

Fosfaaterts in de natuur worden hoofdzakelijk ingedeeld in apatytypes (bv. fluorapatyt Ca5 ((PO4) 3F) en sedimentarische fosforiten (bv. collophanit).Door aanzienlijke verschillen in de kwaliteit van ruwe erts (P2O5-gehalte tussen 5% en 40%), benaderingsprocessen zijn doorgaans vereist om de kwaliteit te verbeteren om aan industriële normen te voldoen (P2O5 ≥ 30%).

Fosfaaterts zijn rijk aan fosfor en worden voornamelijk gebruikt voor de extractie van fosfor en de productie van aanverwante chemische producten, zoals de bekendste fosfaatmeststoffen,evenals veel voorkomende industriële chemicaliën zoals gele fosfor en rode fosforDeze op fosfor gebaseerde materialen, afgeleid van fosfaaterts, vinden uitgebreide toepassingen in de landbouw, voedsel, geneeskunde, chemie, textiel, glas, keramiek en andere industrieën.

Aangezien fosfaaterts over het algemeen een hoge drijvbaarheid hebben, is flotatie de meest gebruikte benaderingstechniek.

2 Methoden voor het verkrijgen van uitkering voor fosfaaterts
 

De selectie van fosfaatertsbevorderingsprocessen is afhankelijk van het soort erts, de minerale samenstelling en de verspreidingskenmerken.
Schrobben en ontkalken, zwaartekrachtseparatie, floteren, magnetische scheiding, chemische beneficiatie, foto-elektrische sortering en gecombineerde processen.

2.1 Proces van schrobben en afschrobben

Deze methode is met name geschikt voor sterk verweerde fosfaaterts met een hoog kleingehalte (zoals bepaalde sedimentarische fosforiten).

Vermalen en screenen:Het ruwe erts wordt tot de juiste deeltjesgrootte vermalen (bijv. onder 20 mm)
Schrobben:Het gebruik van scrubbers (zoals trog scrubbers) met waterroeren om klei en fijne slijm te scheiden
Deliming:Het gebruik van hydrocyclonen of spiraalvormige classificatoren om slijmdeeltjes kleiner dan 0,074 mm te verwijderen

Voordelen:Eenvoudige werking en lage kosten, waardoor de P2O5-kwaliteit met 2-5% kan worden verhoogd
Beperkingen:Toont beperkte werkzaamheid bij de verwerking van ertsen met nauw verweven mineralen

2.2 Afscheiding door zwaartekracht

Deze methode is van toepassing op ertsen waarbij fosfaatmineralen en gangue aanzienlijke dichtheidsverschillen vertonen (bijv. apatite-kwartsverenigingen).

met een vermogen van niet meer dan 50 WIdeaal voor de verwerking van ruwkorrelerts (+0,5 mm)

Spiraalconcentratoren:Effectief voor het scheiden van middelgrote fijne deeltjes (0,1-0,5 mm)

Schudt tafels:Speciaal gespecialiseerd in precisie-separatie

Voordelen:chemische stoffen vrij, waardoor het bijzonder geschikt is voor gebieden met een tekort aan water

Beperkingen:Relatief lage terugvindingspercentages (ongeveer 60-70%); niet effectief voor de verwerking van ultrafijne deeltjeserts

2.3 Floatatiemethode

De meest gebruikte benaderingstechnologie voor fosfaaterts, met name effectief voor de verwerking: laagwaardige kollofaniterts, complexe verspreide ertstypen

2.3.1 Directe flotatie (fosfaatmineraalflotatie)

Reagenschema:

Verzamelaar:Vetzuren (bijv. oliezuur, geoxideerde paraffinezeep)

Depressief:Natriumsilicaat (voor silicaten depressie), zetmeel (voor carbonaten depressie)

pH-modificator:Natriumcarbonaat (pH aanpassen op 9-10)

Processtroom:

1Maai erts tot 70-80% door 0.074 mm

2Pulp in volgorde met depressanten en verzamelaars

3Vloeiende fosfaatmineralen

4Dewaterconcentraten voor het eindproduct

Toepasselijk ertstype:Siliciumfosfaaterts (fosfaat-kwartsverbinding)

2.3.2 Terugvloeiing (Gangue Mineral Flotation)

Reagenschema:

Verzamelaar:Amineverbindingen (bijv. dodecylamine) voor silicatenflotatie

Depressief:Fosforzuur voor minerale depressie van fosfaat

Toepasselijke ertsen:calcaire fosfaaterts (fosfaat-dolomiet/calcietverbindingen)

2.3.3 Dubbele omgekeerde zweven

Een tweestapsproces: 1Primary flotation van carbonaten; 2Secondary flotation van silicaten

Toepasselijkheid:Silicium-kalkerfosfaaterts (bijv. Yunnan/Guizhou-afzettingen in China)

Voordelen:Verwerkbaar voor het verwerken van ertsen van lage kwaliteit (P2O5 < 20%), met een concentrategraad van meer dan 30%

Algemene voordelen van de vloot:Hoge aanpassingsvermogen voor complexe ertsen, hogere terugvindingspercentages (80-90%)

Beperkingen:Hoge reagentiekosten, vereist behandeling van afvalwater, verminderd rendement voor ultrafijn (-0,038 mm)

2.4 Magnetische scheiding

Gebruikt voor het scheiden van magnetische mineralen (bv. magnetite, ilmenite) van fosfaaterts.

Procesvarianten:

De volgende onderdelen zijn bedoeld voor de toepassing van de onderstaande voorschriften:
Verwijdert sterk magnetische mineralen (magnetische veldintensiteit: 0,1-0,3 Tesla)

De volgende onderdelen zijn bedoeld voor de toepassing van de onderstaande voorschriften:
Verwerkt zwakmagnetische mineralen (bijv. hematiet)

Typische toepassingen:

Verwijdering van ijzer uit fosfaatconcentraten (bijv. Apatiterts van het schiereiland Kola in Rusland)

Gecombineerd met flotatie om de concentratekwaliteit te verbeteren

2.5 Chemische begunstiging

Vooral gebruikt voor vuurvaste hoogmagnesiumfosfaaterts (hoog MgO-gehalte heeft een negatieve invloed op de fosforzuurproductie).

Methode van zuur uitloging:

Gebruikt zwavelzuur of zoutzuur om carbonaten op te lossen

Verminder effectief het MgO-gehalte

Metode van calcinatie-vertering:

Het bevat hoogtemperatuurroostering gevolgd door waterwassen om magnesium te verwijderen (bijv. behandeling met Guizhou-fosfaaterts)

Voordelen:Vermogen tot diep verwijdering van onzuiverheden (MgO-gehalte < 1%)

Nadelen:Hoog energieverbruik, aanzienlijke corrosieproblemen van apparatuur

2.6 Foto-elektrisch sorteren

Voornamelijk toegepast voor de preconcentratie van grofkorrelig fosfaaterts (+ 10 mm deeltjes).

Werkingsbeginsel:

Gebruikt röntgen- of nabij-infrarood sensoren om fosfaatmineralen van gangue te onderscheiden

Gebruikt hoge drukluchtschepen voor fysieke scheiding

Belangrijkste voordelen:

Vroegtijdige afstoting van afvalstoffen vermindert de kosten van het slijpen aanzienlijk

Industrieel gebruik:

Breed toegepast door grote fosfaatproducenten (bijv. in Marokko, Jordanië)

2.7 Gecombineerde begunstigingsprocessen

Complexe fosfaaterts vereisen doorgaans geïntegreerde verwerkingsstromen, met representatieve configuraties, waaronder:

Schrobben-afslimmen-floteren
(Aanvraagd voor fosfaatvelden in de provincie Hubei, China)

Combinatie van zwaartekracht-magnetische-flotatie
(Bevredigend voor Braziliaanse apatiterts)

Calcinatie-vertering-flotatiesysteem
(geoptimaliseerd voor magnesiumfosfaaterts met een hoog magnesiumgehalte)

3. Reagentia voor fosfaatflotatie

3.1 pH-wijzigers

Natriumcarbonaat dient als primaire pH-modificator in fosfaatfloatatiesystemen.

pH-buffering:Behoudt een stabiele alkaliteit (meestal pH 9-10)

Ionencontrole:Deelt schadelijke Ca2+/Mg2+-ionen af om het verbruik van vetzuurreagentia te verminderen

Synergetische effecten:Versterkt de silicaten depressanten (bijv. natriumsilicaat) wanneer gecombineerd gebruikt

Dispersie:Vermijdt slijmagglomeratie door middel van pepticatie

3.2 Depressiva

Depressanten voor fosfaatflotatie worden ingedeeld naar doelmineraalsoorten:

Silicaatdepressiva:

Natriumsilicaat: veel gebruikt bij de flotatie van minerale oxiden

*Doordrukt effectief silicaat/aluminosilicaat mineralen

* Biedt dubbele dispersiefunctionaliteit

Gewijzigd zetmeel: Toont kwartsdepressievermogen

Depressieve koolzuurstoffen:

Synthetische tannijnen: industriestandaard voor koolzuurgangedruk

*Met name effectief bij kalkstafosfaaterts

Phosfaatdepressanten (China):

Anorganische zuren/zouten: zwavelzuur, fosforzuur en derivaten

3.3 Verzamelaars

Anionische verzamelaars:
Vetzuurreagentia zijn de meest gebruikte anioncollectoren in fosfaatflotatie.

Cationencollectoren:
Voornamelijk gebruikt bij omgekeerde flotatie voor het verwijderen van kalksteen- of silicaverbindingen:

*collectoren op basis van amine: dominante categorie, met inbegrip van: vetamines, polyamines, amiden, etheramines (modificatie van de ethergroep voor een verbeterde verspreiding van slurry), gecondenseerde amines,Quaternary ammoniumsolen

*Etheramines: vertonen een superieure capaciteit voor het opvangen van silicaten, met name effectief bij desilicatie toepassingen

Amfotische verzamelaars:
Polarische organische verbindingen met zowel anionische als cationische functionele groepen:

*pH-afhankelijk gedrag: Cationisch in zure media, anionisch in alkalische omstandigheden, elektroneutraal op iso-elektrisch punt

*Gebruikelijke varianten: Amino-carboxylzuren, Amino-sulfonsuren, Amino-fosfonzuren, Amino-estertypen, Amide-carboxyleenheden

niet-ionische collectoren:
Hoofdzakelijk koolwaterstofoliën en esters: vereisen hogere doseringen vanwege de matige natuurlijke drijvbaarheid van apatite, vaak gebruikt als synergisten met ionencollectoren om de prestaties te verbeteren

4Ontwikkelingsontwikkelingen in fosfaatbenutting

Verwerking van groene mineralen:

Ontwikkeling van niet-toxische flotatiereagentia (bv. biobased collectors)

Geavanceerde afvalwaterrecyclingsystemen (membraanbehandelingstechnologieën)

Intelligente sortering:

Integratie van foto-elektrische sortering met AI-herkenning

Significante verbetering van de efficiëntie van de scheiding van ruw erts

Gebruik van erts van lage kwaliteit:

Microbiële uitlogingstechnologieën (toepassingen voor fosfaatoplosbare bacteriën)

Afvoer Alomvattend gebruik:

Herwinning van zeldzame aardselementen (bv. yttrium en lanthaan uit Chinese fosfaatreserves)

5Conclusies

Het gebruik van een andere methode is echter nog steeds niet voldoende om de concentratie van fosfaat te beperken.Geïntegreerde stroomschema's en groene technologieën zijn de toekomstige richtingMet de groeiende wereldwijde vraag naar fosforbronnen,de ontwikkeling van efficiënte en milieuvriendelijke productietechnologieën wordt steeds belangrijker voor de industriële vooruitgang.