Principalul mineral din minereuri este apatita — Ca10(PO4)6[(F, OH, Cl)2, CO3], ale cărei concentrate sunt principala materie primă pentru producerea îngrășămintelor fosfatice.
01.12.2019 Rubrica: Minerit și materii prime chimice Autor: Paxey
În acest articol:
Caracterizarea succintă a minereurilor de apatită și cerințele pentru concentrate
Principalul mineral din minereuri este apatita — Ca10(PO4)6[(F, OH, Cl)2CO3], ale cărui concentrate sunt principala materie primă pentru producerea îngrășămintelor fosfatice.
Principala sursă de concentrate de apatită este reprezentată de minereurile de apatită-nefelină din masivul Khibiny. Principalele minerale din acestea sunt nefelina, apatita, aegirina și sphene, în timp ce mineralele minore sunt magnetita, titanomagnetita și ilmenita. De asemenea, sunt exploatate zăcăminte de minereuri complexe din masivul Kovdorskiy, formate din magnetită, apatită, forsterită, baddeleyită, calcit și flogofit; minereuri de apatită din masivul Oshurkovskiy, minereuri complexe de apatită și apatită-carbonat din masivul Vostochno-Sayanskiy și minereuri de apatită-dolomită din zăcămintele Seligdarskiy. Majoritatea minereurilor de apatită din aceste zăcăminte sunt de calitate scăzută, au o compoziție minerală complexă și sunt caracterizate de o îmbogățire dificilă, ceea ce a restricționat semnificativ și continuă să împiedice dezvoltarea lor.
Concentratele de apatită rezultate trebuie să conțină cel puțin 39,4 % P2O5, nu mai mult de 3 % oxizi semi-feroși (FeO + Fe2O3 + Al2O3), iar reziduul pe o sită de 0,18 mm nu trebuie să fie mai mare de 11,5 %. Acestea sunt utilizate pentru a produce acid fosforic, superfosfat dublu și triplu, fosfor, ammofos, acid fluorhidric, sărurile sale și alte produse.
Prelucrarea complexă a minereurilor de apatită-nefelină produce, de asemenea: nefelină (28,5-29 % Al2O3), magnetită-titan (77-80 % Fe2O3 și 14 % TiO2), sphene (28 % TiO2) și concentrate de aegirină, care sunt utilizate efectiv în economia națională. Astfel, concentratul de nefelină este utilizat ca materie primă pentru producția de aluminiu, sticlă, ciment, sodă; concentratul de sfenă este utilizat pentru producția de dioxid de titan; concentratul de aegirină este utilizat pentru extracția vanadiului și producția de produse ceramice.
Scheme tehnologice și moduri de îmbogățire a minereurilor de apatită
Toate minereurile de apatită, în ciuda diversității lor, sunt îmbogățite printr-o singură metodă — flotarea.
Minereurile de apatită-nefelină din zăcămintele Khibiny se caracterizează printr-un conținut destul de ridicat de P (16-17 %) și diferențe semnificative ale proprietăților fizico-chimice și de flotare ale componentelor separate.2O3 (16-17 %), incluziuni minerale relativ mari și diferențe semnificative ale proprietăților fizico-chimice și de flotare ale componentelor separate. Aceasta permite, la aplicarea unui mod tehnologic simplu de îmbogățire prin flotare, după concasarea și măcinarea la 50-55 % din clas a-0,074 mm, obținerea de concentrate de înaltă calitate (39,4 % P2O5) cu o recuperare de 92-93 %.
Extracția prin flotare a apatitei din minereuri de apatită-nefelină se realizează într-un mediu alcalin natural (pH 9,3-9,7) datorită prezenței nefelinei (Na, K)2 Al2Si2O8 — nSiO2Consumul de sticlă lichidă poate crește de mai multe ori dacă se adaugă sare (clorură de sodiu) în timpul operațiunilor miniere pentru a preveni înghețarea minereului și dacă se adaugă sare (clorură de sodiu) pentru a preveni înghețarea minereului. Consumul de sticlă lichidă poate crește de mai multe ori dacă se adaugă sare (clorură de sodiu) la minereu în timpul operațiunilor miniere pentru a preveni înghețarea. La flotarea minereurilor (în special a minereurilor oxidate cu conținut crescut de nămol) este utilă utilizarea compușilor de oxipropilenă (de exemplu, reactivii OP-7 sau Alfapol-4) pentru a regla proprietățile spumei și a crește selectivitatea flotării. Obținerea unui concentrat condiționat în funcție de mărimea și conținutul de P2O5 se realizează printr-o schemă simplă, într-o singură etapă, după două-trei re-curățări.
Minereurile de apatită din zăcământul Oshurkovskoye, care, deși au o compoziție minerală complexă, se caracterizează prin fenocristuri minerale mari și proprietăți fizice, chimice și fizice ale apatitei foarte diferite de cele ale altor componente minerale, sunt, de asemenea, îmbogățite printr-o schemă de flotare relativ simplă.
Au fost elaborate mai multe scheme tehnologice pentru a spori complexitatea utilizării minereurilor de apatită-nefelină. Conform unuia dintre acestea, reziduurile de flotare sunt deslimate, apoi, la un pH de 10,5 și încărcate cu un amestec de colectori (ulei de tal brut și distilat, petrolatum oxidat), flotează aegirina, sphena și titanomagnetita cu vanadiu într-un concentrat colectiv, care sunt apoi separate prin metode de separare magnetică. Produsul de flotare din cameră este un concentrat de nefelină care conține cel puțin 29% Al2O3.
O altă schemă (fig. 7.1) prevede separarea preliminară a apatitei prin flotare și a titanomagnetitei și a aegirinei prin separare magnetică în câmp electromagnetic slab și, respectiv, puternic.
Ciclul de flotație a apatitei include o flotație principală, două operațiuni de control și patru operațiuni de re-curățare, toate produsele intermediare fiind returnate la flotația principală. Separarea magnetică se efectuează pe reziduurile suplimentare de flotare a apatitei zdrobite (până l a-0,15 mm) și deslimate la intensitatea câmpului magnetic: 500 E — în ciclul de producție a concentratului de titanomagnetită și 12 800 E — în ciclul de producție a concentratului de aegirină.
Reziduurile separării magnetice conform primei variante (a se vedea Fig. 7. 1) se introduc la flotarea nefelinei cu colector cationic ANP (0,05-0,1 kg/t) în prezența silicofluorurii de sodiu (2 kg/t), iar apoi la flotarea sfenei la pH 10, 5 cu un amestec de săpun înalt și sulfonat (0,5-0,6 kg/t), urmată de re-purificarea concentratului brut în prezența silicofluorurii de sodiu (0,2 kg/t) și a reactivului care conține tanin (0,15-0,25 kg/t).
În conformitate cu a doua variantă (a se vedea figura 7.1), reziduurile de separare magnetică după deslimare sunt supuse flotării cu un amestec (0,5-0,6 kg/t) de tall oil brut saponificat, tall oil distilat saponificat, acizi grași tehnici, gudron și petrolatum oxidat în raport de 1 : 0,6 : 0,6 : 0,8 : 0,02. După reepurarea spumei cu silicofluorură de sodiu (0,2 kg/t) se obține un concentrat de sphene. Produsul de cameră al flotării principale este un concentrat de nefelină.
Extracția prin flotare a apatitei din minereuri de hematită sau magnetită (de exemplu, zăcământul Kovdorskoye) se realizează, de obicei, într-un mediu ușor alcalin cu sodă, cu utilizarea unui amestec emulsionat de tall oil și ulei de mașină (uneori cu un mic adaos de alchilarilsulfonate) ca colector, cu un consum total de 0,9 kg/t. Deprimarea oxizilor de fier este asigurată prin încărcarea cu sticlă lichidă (0,2-0,8 kg/t).
Pentru a îmbunătăți eficiența flotării apatitei din minereuri de fier apatite-carbonate pentru depresiunea carbonaților (calcit, dolomit) se recomandă utilizarea sodei (până la 2 kg/t) cu sticlă lichidă (0,75 kg/t) sau a reactivului kallogeno-tannidny (0,2 kg/t), sau utilizarea unui amestec de acizi oxi-etilați C7—C20, sodă, amidon și sticlă lichidă în raport de 1 : 2 : 2 : 2 : 5 cu un consum total de 2,5 kg/t.
La îmbogățirea minereurilor de apatită-carbonat din regiunile estice ale țării, rezultatele optime de îmbogățire sunt obținute după măcinarea minereului l a-0,15 mm și deslimitarea acestuia l a-0,03 mm. Flotarea cea mai eficientă a apatitei din minereul deslimat se realizează în mediu alcalin cu un colector anionic cu grup solidofil de acid fosforic în prezența unui polimer hidrofil.