يشير مصطلح صخور الفوسفات إلى المعادن الفوسفاتية التي يمكن استخدامها اقتصاديًا، وأهمها الأباتيت وصخور الفوسفات. ويُستخدم الفوسفور الأصفر وحمض الفوسفوريك والفوسفيد وأنواع أخرى من الفوسفات في مجالات الطب والغذاء وصناعة أعواد الثقاب والأصباغ والسكر والسيراميك والدفاع الوطني وغيرها من المجالات الصناعية.
خصائص الخام والتركيب المعدني
يوجد حوالي 120 نوعًا من المعادن الفوسفورية المعروفة في الطبيعة، ولكن المعادن الفوسفورية الصناعية الرئيسية هي معادن الفوسفات الموجودة في الأباتيت وصخور الفوسفات. الأباتيت [Ca5(PO4)3(OH,F)] هو معدن مكونه الأساسي فوسفات الكالسيوم. وله أسماء مختلفة تبعًا للعناصر المختلفة التي يحتويها، مثل الفلور والكلور. من المعادن الفوسفورية الشائعة: فلوراباتيت، كلوروأباتيت، هيدروكسي أباتيت، كربوناباتيت، فلوروكربون أباتيت، كربون هيدروكسي أباتيت، وغيرها. يتراوح المحتوى النظري لخامس أكسيد الفوسفور (P2O5) بين 40.91 و42.41%. يمكن للأنيونات الإضافية F وOH وCO3 وO في صخور الفوسفات أن تحل محل بعضها البعض، كما يوجد العديد من المكونات المتماثلة، مما يؤدي إلى تغير كبير في التركيب الكيميائي للمعدن.
التركيب الكيميائي النموذجي للأباتيت
- المكونات الكيميائية 2. المحتوىمجالات التطبيق ومتطلبات الفهرسةيستخدم صخر الفوسفات بشكل أساسي كمادة خام لأسمدة حمض الفوسفوريك ومركبات الفوسفور المختلفة، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات الصناعات الكيميائية والطب والمبيدات الحشرية والصناعات الخفيفة والصناعات العسكرية.تكنولوجيا المعالجةالتخصيب والتنقية
يمكن تقسيم صخور الفوسفات إلى أنواع سيليسية وكلسية وسيليكونية (كالسيوم)-كالسيومية (سيليكون). وتشمل المعادن المصاحبة لها بشكل رئيسي الكوارتز، والصوان، والأوبال، والكالسيت، والفلسبار، والميكا، والحجر الجيري، والدولوميت، والعناصر الأرضية النادرة، والماغنيتيت، والإلمنيت، والليمونيت، وغيرها. وتُعدّ طريقة التعويم أهم طرق استخلاص الأباتيت.
تتضمن العملية التكنولوجية الرئيسية بشكل أساسي ما يلي: عملية التعويم + الفصل المغناطيسي المدمجة، عملية الطحن + التصنيف + التعويم، عملية الطحن المرحلي + الفصل المرحلي، عملية التحميص + الهضم + التصنيف.
فاصل مغناطيسي عمودي ذو تدرج عالٍ للتبريد المركب من الزيت والماء
معالجة مركبات الفوسفات في الأسمدة الفوسفاتية
تُصنع أسمدة الفوسفات عن طريق تحويل معادن الفوسفات إلى فوسفات يسهل امتصاصه من قِبل النباتات، وذلك من خلال عمليات التخصيب والمعالجة الحرارية والتخليق. يُعدّ فوسفات الأمونيوم سمادًا مركبًا عالي الكفاءة يُصنع من حمض الفوسفوريك في محلول الأمونيا. يُستخلص الفوسفور الأصفر بتسخين صخور الفوسفات الممزوجة برمل الكوارتز وفحم الكوك عند درجة حرارة 1500 درجة مئوية في فرن كهربائي. توجد طريقتان لإنتاج حمض الفوسفوريك: طريقة الاستخلاص بحمض الكبريتيك وطريقة الامتصاص بالاحتراق البيروكسي.
مثال على الاستفادة
تبلغ نعومة مخلفات الحديد في خبي أقل من 200 مش، بنسبة 63.29%، ويبلغ إجمالي محتوى الحديد فيها 6.95%، ومحتوى خامس أكسيد الفوسفور 6.89%. يتواجد الحديد بشكل رئيسي على هيئة أكاسيد الحديد مثل الليمونيت وسيليكات الحديد والماغنيتيت على شكل شوائب متصلة؛ أما المعادن الفوسفورية فتتكون أساسًا من الأباتيت، بينما تتكون معادن الشوائب من الكوارتز والفلسبار والكالسيت، وغيرها، وهي أكثر ارتباطًا بمعادن الفوسفور. يهدف الاختبار إلى فصل المعادن الحاملة للحديد باستخدام الفصل المغناطيسي، وقد لوحظ ازدياد نسبة الأباتيت في مخلفات الفصل المغناطيسي.
وفقًا لخصائص العينات، يتم تحديد عملية التخصيب على النحو التالي: يتم تحويل الخام المختار - 200 مش بنسبة نعومة 63.29٪ - إلى معلق بتركيز 30٪، ويتم اختيار الحديد المغناطيسي المستمر بواسطة المجال المغناطيسي الضعيف CTB4000GS، ويتم اختيار المخلفات بواسطة حلقة عمودية 0.5T مغناطيسية ضعيفة لأكسيد الحديد ومعادن سيليكات الحديد.
مخطط عملية الفصل المغناطيسي لاختبار إزالة الحديد من مخلفات الحديد المحتوية على الفوسفور
خضعت مخلفات الحديد الفوسفورية لعملية إزالة الحديد مرتين، الأولى بالتنظيف الخشن والثانية بالتنظيف العميق، ولم يكن بالإمكان استخلاص منتجات مركزة حديدية عالية الجودة من المواد المغناطيسية. ارتفع محتوى الفوسفور في المركز الخشن من 6.89% إلى 10.12%، وبلغ معدل استخلاص الفوسفور 79.54%، بينما بلغ معدل إزالة الحديد 75.83%. في اختبار المقارنة لشدات المجال المغناطيسي المختلفة (0.4 تسلا، 0.6 تسلا، و0.8 تسلا)، وُجد أن شدة المجال المنخفضة (0.4 تسلا) أدت إلى زيادة نسبة الحديد في المركز الخشن، بينما تسببت شدة المجال العالية (0.8 تسلا) في فقدان كمية كبيرة من الفوسفور في المواد المغناطيسية. لذا، يُعد اختيار ظروف الفصل المغناطيسي المناسبة مفيدًا لتحسين مؤشر إثراء عملية التعويم لصخور الفوسفات السفلية.
نطاق خدمات تكنولوجيا معالجة المعادن
نطاق الخدمات الفنية لمعهد هوات لتصميم هندسة معالجة المعادن
① تحليل العناصر الشائعة والكشف عن المواد المعدنية.
② تحضير وتنقية المعادن غير الفلزية مثل الإنجليز، والحجر الطويل، والفلوريت، والكاولينيت، والبوكسيت، وشمع الأوراق، والباريت، وما إلى ذلك.
③ تحسين المعادن السوداء مثل الحديد والتيتانيوم والمنغنيز والكروم والفاناديوم.
④ إثراء المعادن المغناطيسية الضعيفة مثل خام التنجستن الأسود، وخام التنتالوم والنيوبيوم، والرمان، والغاز الكهربائي، والسحابة السوداء.
⑤ الاستخدام الشامل للموارد الثانوية مثل مخلفات التعدين المختلفة وخبث الصهر.
⑥ هناك عمليات إثراء مشتركة للمعادن الحديدية، تشمل الإثراء المغناطيسي للخامات، والإثراء الثقيل، والإثراء بالتعويم.
⑦ فرز المعادن المعدنية وغير المعدنية باستخدام الاستشعار الذكي.
⑧ اختبار اختيار مستمر شبه صناعي.
⑨ معالجة المساحيق فائقة النعومة مثل تكسير المواد، والطحن الكروي، والتصنيف.
⑩ مشاريع تسليم المفتاح EPC مثل التكسير، والفرز المسبق، والطحن، والفصل المغناطيسي (الثقيل، والتعويم)، والرافدة الجافة، وما إلى ذلك.
تاريخ النشر: 30 مارس 2022






