Quặng phốt phát trong tự nhiên chủ yếu được phân loại thành loại apatit (ví dụ: fluorapatite Ca₅ (PO₄) ₃f) và phosphorite trầm tích (ví dụ: collophanite). Do sự thay đổi đáng kể về các loại quặng thô (hàm lượng P₂O₅ dao động từ 5%đến 40%), các quy trình lợi ích thường được yêu cầu để tăng cường cấp độ để đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp (P₂O₅ ≥ 30%).
Quặng phốt phát rất giàu phốt pho, chủ yếu được sử dụng để chiết xuất phốt pho và sản xuất các sản phẩm hóa học liên quan, chẳng hạn như phân bón phốt phát được biết đến rộng rãi, cũng như các hóa chất công nghiệp phổ biến như phốt pho màu vàng và phốt pho đỏ. Những vật liệu dựa trên phốt pho này, có nguồn gốc từ quặng phốt phát, tìm thấy các ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, thực phẩm, y học, hóa chất, dệt may, thủy tinh, gốm sứ và các ngành công nghiệp khác.
Với khả năng nổi cao của quặng phốt phát, tuyển nổi là phương pháp có lợi được sử dụng phổ biến nhất.
2 Phương pháp lợi ích quặng phốt phát
Việc lựa chọn các quá trình lợi ích quặng phốt phát phụ thuộc vào loại quặng, thành phần khoáng sản và đặc điểm phổ biến. Các phương pháp chính bao gồm:
Chà và desliming, tách trọng lực, tuyển nổi, tách từ, lợi ích hóa học, phân loại quang điện và các quá trình kết hợp.
Phương pháp này đặc biệt phù hợp với quặng phốt phát phong nặng với hàm lượng đất sét cao (chẳng hạn như một số phốt pho trầm tích nhất định). Quá trình công nghệ bao gồm:
Nghiền nát và sàng lọc:Quặng thô được nghiền nát với kích thước hạt thích hợp (ví dụ: dưới 20 mm)
Trà trống:Sử dụng máy lọc (như máy chà sàn
Desliming:Sử dụng hydrocyclone hoặc các phân loại xoắn ốc để loại bỏ các hạt chất nhờn nhỏ hơn 0,074mm
Thuận lợi:Tính năng hoạt động đơn giản và chi phí thấp, có khả năng tăng lớp P₂O₅ thêm 2-5%
Hạn chế:Hiển thị hiệu quả hạn chế đối với việc xử lý quặng với các khoáng chất xen kẽ
Phương pháp này có thể áp dụng cho quặng nơi khoáng chất phốt phát và gangue thể hiện sự khác biệt về mật độ đáng kể (ví dụ, các hiệp hội apatite-quartz). Thiết bị thường được sử dụng bao gồm:
Máy chơi trò chơi:Lý tưởng để xử lý quặng hạt thô (+0,5mm)
Bộ tập trung xoắn ốc:Hiệu quả cho sự phân tách hạt trung bình (0,1-0,5mm)
Bàn lắc:Chuyên về phân tách chính xác
Thuận lợi:Quy trình không có hóa chất, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các vùng kín nước
Hạn chế:Tỷ lệ phục hồi tương đối thấp hơn (khoảng 60-70%); Không hiệu quả để xử lý quặng hạt cực mịn
Công nghệ lợi ích được áp dụng rộng rãi nhất cho quặng phốt phát, đặc biệt hiệu quả để chế biến: quặng collophanite cấp thấp, các loại quặng phổ biến phức tạp
Sơ đồ thuốc thử:
Người thu thập:Axit béo (ví dụ, axit oleic, xà phòng parafin bị oxy hóa)
Trầm cảm:Natri silicat (cho trầm cảm silicat), tinh bột (cho trầm cảm cacbonat)
Công cụ sửa đổi pH:Natri cacbonat (điều chỉnh pH đến 9-10)
Dòng chảy quá trình:
①grind quặng đến 70-80% vượt qua 0,074mm
Tấm bột điều kiện tuần tự với các chất trầm cảm và người thu gom
Khoáng sản phosphate phosphate
④dewater tập trung để có được sản phẩm cuối cùng
Loại quặng áp dụng:Quặng phosphate silic (Hiệp hội Phosphate-Quartz)
Sơ đồ thuốc thử:
Người thu thập:Các hợp chất amin (ví dụ, dodecylamine) cho tuyển nổi silicat
Trầm cảm:Axit photphoric cho trầm cảm khoáng photphat
Quặng có thể áp dụng:Quặng phốt phát calc (liên kết phosphate-dolomite/canxit)
Một quá trình hai giai đoạn: tuyển nổi cacbonat; Sự nổi bóng của silicates
Khả năng ứng dụng:Quặng phốt phát silic-calcareous (ví dụ: tiền gửi Vân Nam/Quý Châu ở Trung Quốc)
Thuận lợi:Có khả năng xử lý quặng cấp thấp (P₂O₅ <20%), đạt được điểm số tập trung vượt quá 30%
Chuỗi nổi tiếng chung:Khả năng thích ứng cao đối với quặng phức tạp, tỷ lệ phục hồi vượt trội (80-90%)
Hạn chế:Chi phí thuốc thử cao, yêu cầu xử lý nước thải, giảm hiệu quả đối với các bộ phim siêu âm (-0.038mm)
Áp dụng để tách các khoáng chất từ tính (ví dụ, từ tính, ilmenite) với quặng phốt phát.
Các biến thể xử lý:
Phân tách từ tính cường độ thấp (LIMS):
Loại bỏ các khoáng chất từ tính mạnh (cường độ từ trường: 0,1-0,3 Tesla)
Phân tách từ tính cao (HGMS):
Các quá trình khoáng chất từ tính yếu (ví dụ, hematite)
Các ứng dụng điển hình:
Loại bỏ sắt từ các chất cô đặc phosphate (ví dụ: quặng apatit bán đảo Kola ở Nga)
Kết hợp với tuyển nổi để nâng cao chất lượng tập trung
Chủ yếu được sử dụng cho quặng phosphate magiê cao trong vật liệu chịu lửa (hàm lượng MGO tăng ảnh hưởng xấu đến sản xuất axit photphoric). Phương pháp xử lý chính bao gồm:
Phương pháp lọc axit:
Sử dụng axit sunfuric hoặc hydrochloric để hòa tan cacbonat
Giảm hiệu quả nội dung MGO
Phương pháp phân tích nung:
Liên quan đến rang nhiệt độ cao, sau đó rửa nước để loại bỏ magiê (ví dụ: xử lý quặng phosphate Quý Châu)
Thuận lợi:Cho phép loại bỏ tạp chất sâu (nội dung MGO <1%)
Nhược điểm:Tiêu thụ năng lượng cao, những thách thức ăn mòn thiết bị quan trọng
Chủ yếu được áp dụng cho sự tập trung trước của quặng phosphate hạt thô (+10 mm).
Nguyên tắc làm việc:
Sử dụng các cảm biến X-quang hoặc gần hồng ngoại để phân biệt các khoáng chất phốt phát với gangue
Sử dụng máy bay phản lực không khí áp suất cao để tách vật lý
Ưu điểm chính:
Từ chối chất thải sớm làm giảm đáng kể chi phí mài hạ nguồn
Ứng dụng công nghiệp:
Được áp dụng rộng rãi bởi các nhà sản xuất phốt phát lớn (ví dụ: Hoạt động Ma -rốc, Jordan)
Quặng phốt phát phức tạp thường yêu cầu các luồng xử lý tích hợp, với các cấu hình đại diện bao gồm:
Mạch Fl-Flotation-Desliming
(Áp dụng cho tiền gửi phốt phát của tỉnh Hubei, Trung Quốc)
Sự kết hợp lưu biến từ tính trọng lực
(Hiệu quả cho quặng apatite Brazil)
Hệ thống chính xác-Digion-Digion
(Tối ưu hóa quặng phốt phát magiê cao)
3. Thuốc thử nổi phốt phát
3.1 Các sửa đổi pH
Natri cacbonat đóng vai trò là chất điều chỉnh pH chính trong các hệ thống tuyển nổi phốt phát. Vai trò đa chức năng của nó bao gồm:
Buffing pH:Duy trì độ kiềm ổn định (thường là pH 9-10)
Kiểm soát ion:Kết tủa các ion Ca²⁺/mg²⁺ có hại để giảm mức thuốc thử axit béo
Hiệu ứng hiệp đồng:Tăng cường thuốc ức chế silicat (ví dụ: silicat natri) khi được sử dụng kết hợp
Phân tán:Ngăn chặn sự kết tụ chất nhờn thông qua pept hóa
3.2 Thuốc trầm cảm
Các thuốc ức chế nổi phốt phát được phân loại theo các loại khoáng vật mục tiêu:
Silicate trầm cảm:
Natri silicat: Được sử dụng rộng rãi trong nổi khoáng chất oxit
*Làm giảm hiệu quả các khoáng chất silicat/aluminosilicate
*Cung cấp chức năng phân tán kép
Tinh bột sửa đổi: Thể hiện khả năng trầm cảm Quartz
Thuốc ức chế cacbonat:
Tannin tổng hợp: tiêu chuẩn công nghiệp cho trầm cảm gange cacbonat
*Đặc biệt hiệu quả trong quặng phốt phát vôi
Thuốc ức chế phốt phát (thực hành Trung Quốc):
Axit vô cơ/muối: axit sunfuric, axit photphoric và các dẫn xuất
3.3 Người thu thập
Người thu gom anion:
Thuốc thử axit béo đại diện cho các chất thu thập anion được sử dụng rộng rãi nhất trong tuyển nổi phốt phát.
Người thu gom cation:
Chủ yếu được sử dụng trong tuyển viên ngược để loại bỏ các tạp chất vôi/silic:
*Bộ sưu tập dựa trên amin: Danh mục thống trị bao gồm: amin béo, polyamines, amit, ether amin (tính năng sửa đổi nhóm ether để tăng cường phân tán bùn), amin ngưng tụ, muối ammonium bậc bốn
*Ether AMINES: Triển lãm công suất thu thập silicat vượt trội, đặc biệt hiệu quả trong các ứng dụng khử trùng
Người thu thập amphoteric:
Các hợp chất hữu cơ cực có chứa cả nhóm chức anion và cation:
*Hành vi phụ thuộc pH: cation trong môi trường axit, anion trong điều kiện kiềm, điện tử ở điểm đẳng điện
*Các biến thể phổ biến: axit amin-carboxylic, axit amin-sulfonic, axit amin-phosphonic, loại amino-ester, các hợp chất amide-carboxyl
Những người sưu tầm không ion:
Chủ yếu là dầu và este hydrocarbon: Yêu cầu liều lượng cao hơn do khả năng nổi tự nhiên vừa phải của apatite, thường được sử dụng làm chất phối hợp với các bộ thu ion để tăng cường hiệu suất
Xử lý khoáng chất xanh:
Phát triển thuốc thử tuyển nổi không độc hại (ví dụ: bộ sưu tập dựa trên sinh học)
Hệ thống tái chế nước thải tiên tiến (Công nghệ xử lý màng)
Sắp xếp thông minh:
Tích hợp phân loại quang điện với nhận dạng AI
Cải thiện đáng kể về hiệu quả phân tách quặng thô
Sử dụng quặng cấp thấp:
Công nghệ lọc vi sinh vật (Ứng dụng vi khuẩn hòa tan phosphate)
Việc sử dụng toàn diện về chất thải:
Phục hồi nguyên tố đất hiếm (ví dụ: Yttri và lanthanum từ chất thải phốt phát Trung Quốc)
Lợi ích phosphate đòi hỏi các quy trình phù hợp dựa trên các đặc điểm quặng. Mặc dù tuyển nổi vẫn là phương pháp thống trị hiện tại, các dòng chảy tích hợp và công nghệ xanh đại diện cho hướng đi trong tương lai. Với nhu cầu toàn cầu về tài nguyên phốt pho, sự phát triển của các công nghệ lợi ích cao và hiệu quả cao về môi trường sẽ ngày càng trở nên quan trọng đối với sự tiến bộ của ngành.
