Fluoritul (CaF2) ca mineral și sursă de fluor are o largă aplicare industrială. Concentratele de fluorit sunt utilizate în industria chimică (pentru producerea acidului fluorhidric și a sărurilor fluorurate), în producția de emailuri și tipuri speciale de sticlă, precum și ca flux metalurgic.
09.12.2019 Rubrica: Minerit și materii prime chimice Autor: Paxey
În acest articol
Conținut
Caracteristici ale fluoritei și ale zăcămintelor sale
Fluoritul (CaF2) ca mineral și sursă de fluor are o largă aplicare industrială. Concentratele de fluorit sunt utilizate în industria chimică (pentru producerea acidului fluorhidric și a sărurilor fluorurate), în producția de emailuri și tipuri speciale de sticlă, precum și ca flux metalurgic. Un domeniu specific de aplicare a mineralului este optica, în care cristalele mari incolore de fluorit optic sunt utilizate pentru fabricarea lentilelor, a prismelor și a altor piese care au practic același indice de refracție la diferite lungimi de undă.
Depozitele industriale de fluorit sunt cunoscute în carbonatite, pegmatite, precum și în formațiuni hidrotermale, skarn și altele. Cu toate acestea, doar zăcămintele de pegmatită (aproximativ 25% din rezerve) și hidrotermale (peste 70% din rezerve) au o importanță practică.
Principalele rezerve de fluorit din Rusia sunt reprezentate de minereuri de silicat-fluorit și sulfură cu un conținut de 20-45 % CaF2. Fluoritul este, de asemenea, extras din minereuri de carbonat-fluorit și barit-fluorit. De regulă, sunt exploatate zăcămintele cu minereuri care conțin cel puțin 30% fluorit. Cu toate acestea, în prezent se prelucrează și minereuri mai sărace (care conțin peste 14 % fluorit).
Metode de îmbogățire a minereurilor de fluorit
Îmbogățirea minereurilor de fluorit se realizează prin metode de sortare a minereurilor, sedimentare, separare în suspensii grele și flotare.
Sortarea manuală și automată este utilizată pentru îmbogățirea minereurilor bogate în vederea obținerii de concentrate de fluorit de calitate metalurgică. Sortarea minereurilor este utilizată numai pentru îmbogățirea materialului grosier în bucăți (cu o dimensiune a bucăților nu mai mică de 20-25 mm).
Metoda sedimentării nu este utilizată pe scară largă din cauza rezervelor limitate de minereuri monominerale cu diseminare grosieră. De regulă, această metodă este utilizată pentru concentrarea preliminară a minereurilor de fluorit cu carbonat înainte de flotarea lor, pentru a îndepărta o parte semnificativă din rocă.
Îmbogățirea în suspensii grele este utilizată în principal pentru concentrarea preliminară a minereurilor de fluorit și este utilizată pe scară largă în străinătate. O serie de uzine din SUA produc concentrate de calitate metalurgică care conțin 85-91 % fluorit, cu o recuperare de 81-93 %. În plus, există instalații care funcționează în conformitate cu scheme tehnologice care combină îmbogățirea în suspensii grele cu flotarea.
Flotația este cea mai perfectă și mai răspândită metodă de îmbogățire a minereurilor de fluorit cu carbonat. Numai această metodă permite obținerea de concentrate bogate care conțin peste 95% fluorit, cu un grad ridicat de recuperare din minereuri complexe diseminate subțire, precum și separarea altor componente valoroase. Alte metode sunt de obicei utilizate pentru preconcentrarea materialului care urmează să fie separat prin flotare.
Fluoritul este flotat destul de ușor de colectori oxihidrilici: acid oleic, olsat de sodiu, aerosoli OT și MA (dialchilsulfosuccinat de sodiu), sulfat de alchil. Sorbția maximă a colectorului și flotabilitatea mineralului sunt observate la pH 6. Sticla lichidă reduce adsorbția colectorului anionic. Acidul citric reduce flotarea fluoritei. Sărurile de aluminiu, în special în amestec cu sticla lichidă, și reactivii organici (dextrină, lignin-sulfonate etc.), care inhibă barita și calcita, activează chiar și ușor flotarea fluoritei. Utilizarea acizilor alchilamino-carboxilici ca colector crește eficiența de separare a fluoritei și calcitului. Conform rezultatelor studiilor de laborator, fluorita și cuarțul sunt separate cu utilizarea colectorului cationic, iar la pH 1-3 fluorita este flotată, iar la pH 11 — 14 — cuarțul.
Flotarea se realizează folosind fie minereul inițial, fie reziduurile de la concentrarea gravitațională (pentru a separa fluoritul și baritul diseminate mari), fie reziduurile de la flotarea sulfurilor.
Tehnologia de valorificare a minereului de fluorit
Analiza practicii de îmbogățire a minereurilor de fluorină arată că cele mai răspândite sunt schemele tehnologice de flotare gravitațională (combinată) și flotare. Alegerea tipului de schemă tehnologică este determinată de natura și dimensiunea fenocristurilor minerale, conținutul acestora în minereu și flotabilitatea, prezența și natura nămolului, cerințele privind calitatea concentratelor, precum și necesitatea utilizării integrate a materiilor prime la costuri minime de îmbogățire.
Aplicarea tehnologiei de flotație gravitațională este cea mai eficientă pentru îmbogățirea minereurilor mari de fluorină diseminate. Schemele combinate prevăd obținerea de concentrate de fluorit în bucăți mari, de calitate metalurgică sau eliminarea unei părți semnificative a mineralelor care formează roci din prelucrarea minereurilor de fluorit în stadiile incipiente de îmbogățire prin metode gravitaționale, care sunt utilizate la instalațiile de îmbogățire ca sedimentare și îmbogățire în suspensii grele. Finisarea ulterioară a concentratelor brute de fluorit, precum și îmbogățirea minereurilor pentru care au fost utilizate metode gravitaționale pentru preconcentrarea masei minerale, se realizează prin flotare.
Schemele tehnologice de flotație sunt utilizate la îmbogățirea minereurilor fluoritice cu strat subțire de carbonat și a minereurilor cu intercreșteri complexe de minerale, și anume în acele cazuri în care utilizarea metodelor gravitaționale nu este suficient de eficientă.
Schemele de îmbogățire prin flotare a minereurilor de fluorit în cazul general sunt relativ simple: ele prevăd, de obicei, operația principală, de control și mai multe operații de re-curățare (fig. 9.1).
În cazul în care roca este reprezentată de minerale silicat, se obține o recuperare ridicată a fluoritei prin încărcături mici (0,2-0,3 kg/t) de colector oxihidrilic și sticlă lichidă.
Pentru a crește selectivitatea flotării fluoritei din minereuri carbonate, depresiunea calcitului se realizează de obicei în mediu puternic alcalin creat prin sodă caustică (0,4-0,6 kg/t), încărcare secvențială de sticlă lichidă cu modul 2,6-2,8 (0,45-0,6 kg/t) și sare de aluminiu (0,6-0,8 kg/t). Încărcarea suplimentară cu dextrină (0,6 kg/t), lignin-sulfonat sau alți reactivi organici similari sporește depresiunea calcitului și activează flotarea fluoritului. Selectivitatea flotării poate fi crescută prin încălzirea pastei până la 40-50 °C și prin complicarea schemei prin introducerea unei reepurări suplimentare sau prin separarea produselor intermediare în vederea prelucrării într-un ciclu separat.
Cele mai mari dificultăți apar în flotarea minereurilor de barit-fluorit. În acest caz este posibilă atât schema de flotare selectivă directă a baritei și fluoritei, cât și schema cu flotare colectivă preliminară a ambelor minerale și separarea ulterioară a fluoritei în produsul spumos.
Variantele schemelor de flotare selectivă sunt prezentate în Fig. 9.2. Conform primei dintre ele (Fig. 9.2, a), la început barita este flotată prin încărcături mici de sulfat de alchil (mai puțin de 0,4 kg/t), iar apoi fluorita prin acid oleic (0,2 kg/t) în prezența sticlei lichide (0,8-1 kg/t).
Conform celei de-a doua variante a schemei (fig. 9.2, b), fluorita este mai întâi flotată atunci când barita este depresată cu crompik și reactivi organici (amidon și dextrină), iar apoi barita este flotată atunci când mineralele din rocile reziduale sunt depresate cu acid citric.
Separarea concentratului colectiv de barit-fluorit se realizează prin depresarea baritei cu tanin și sare de fier divalentă, dextrină și bicromat de potasiu, CMC și sulfat de aluminiu, lignosulfanol, dextrină sau amidon. Selectivitatea separării poate fi uneori îmbunătățită prin utilizarea unui mediu ușor acid (pH 4,6-4,8) și prin încălzirea pastei la 40-45 °C. Concentratele de fluorină obținute prin flotare conțin 92-98 % CaF2și sunt utilizate pentru producerea acidului fluorhidric și a sărurilor fluorurate. Impuritățile dăunătoare din acestea sunt siliciul (nu mai mult de 1,5-3 %) și calcitul (nu mai mult de 2-3 %). Extracția fluoritului în concentrat variază de la 78 la 91 %, în funcție de compoziția minereului. Pământurile rare asociate cu fluoritul sunt transferate în concentrat împreună cu fluoritul.
