Apa Metode Untuk Manfaat Bijih Fosfat?

1 Gambaran Umum Bijih Fosfat

Bijih fosfat di alam terutama diklasifikasikan ke dalam tipe apatit (misalnya, fluorapatit CA₅ (PO₄) ₃F) dan fosfor sedimen (misalnya, kolofanit). Karena variasi yang signifikan dalam tingkat bijih mentah (konten P₂O₅ mulai dari 5%hingga 40%), proses penerima biasanya diperlukan untuk meningkatkan nilai untuk memenuhi standar industri (P₂O₅ ≥ 30%).

Bijih fosfat kaya fosfor, terutama digunakan untuk mengekstraksi fosfor dan memproduksi produk kimia terkait, seperti pupuk fosfat yang diketahui secara luas, serta bahan kimia industri umum seperti fosfor kuning dan fosfor merah. Bahan-bahan berbasis fosfor ini, berasal dari bijih fosfat, menemukan aplikasi luas di bidang pertanian, makanan, kedokteran, bahan kimia, tekstil, kaca, keramik, dan industri lainnya.

Mengingat floatabilitas bijih fosfat yang umumnya tinggi, flotasi adalah metode penerima manfaat yang paling umum digunakan.

2 Metode penerima manfaat bijih fosfat
 

Pemilihan proses penerima manfaat bijih fosfat tergantung pada jenis bijih, komposisi mineral, dan karakteristik penyebaran. Metode utama meliputi:
Menggosok dan desliming, pemisahan gravitasi, pengapungan, pemisahan magnetik, penerima manfaat kimia, penyortiran fotolektrik, dan proses gabungan.

2.1 Proses menggosok dan desliming

Metode ini sangat cocok untuk bijih fosfat yang sangat lapuk dengan kandungan tanah liat yang tinggi (seperti fosfor sedimen tertentu). Proses teknologi terdiri dari:

Crushing and Sreaming:Bijih mentah dihancurkan ke ukuran partikel yang sesuai (misalnya, di bawah 20mm)
Penggosokan:Menggunakan scrubbers (seperti palung scrubbers) dengan agitasi air untuk memisahkan tanah liat dan lendir halus
Desliming:Menggunakan hidrosiklon atau pengklasifikasi spiral untuk menghilangkan partikel lendir lebih kecil dari 0,074mm

Keuntungan:Fitur operasi sederhana dan biaya rendah, mampu meningkatkan nilai p₂o₅ sebesar 2-5%
Keterbatasan:Menunjukkan efektivitas yang terbatas untuk mengolah bijih dengan mineral yang saling terkait erat

2.2 Pemisahan Gravitasi

Metode ini berlaku untuk bijih di mana mineral fosfat dan gangue menunjukkan perbedaan kepadatan yang signifikan (misalnya, asosiasi apatit-kuarsa). Peralatan yang umum digunakan termasuk:

Mesin Jigging:Ideal untuk memproses bijih berbutir kasar (+0,5mm)

Konsentrator spiral:Efektif untuk pemisahan partikel halus (0,1-0,5mm)

Mengguncang Meja:Khusus untuk pemisahan presisi

Keuntungan:Proses bebas kimia, membuatnya sangat cocok untuk daerah-daerah yang berlarut-larut air

Keterbatasan:Tingkat pemulihan yang relatif lebih rendah (sekitar 60-70%); Tidak efektif untuk memproses bijih partikel ultra-halus

2.3 Metode Flotasi

Teknologi penerima manfaat yang paling banyak diterapkan untuk bijih fosfat, terutama efektif untuk diproses: bijih kolofanit bermutu rendah, jenis bijih yang disebarluaskan kompleks

2.3.1 Flotasi Langsung (Flotasi Mineral Fosfat)

Skema Reagen:

Pengumpul:Asam lemak (misalnya, asam oleat, sabun parafin teroksidasi)

Depresan:Sodium silikat (untuk depresi silikat), pati (untuk depresi karbonat)

PH Modifier:Sodium karbonat (menyesuaikan pH ke 9-10)

Aliran proses:

①Grind bijih ke 70-80% melewati 0,074mm

②Kondisi pulpa secara berurutan dengan depresan dan kolektor

③Float mineral fosfat

④dewater berkonsentrasi untuk mendapatkan produk akhir

Jenis bijih yang berlaku:Bijih fosfat silika (asosiasi fosfat-kuarsa)

2.3.2 Reverse Flotation (Gangue Mineral Flotation)

Skema Reagen:

Pengumpul:Senyawa amina (misalnya, dodecylamine) untuk flotasi silikat

Depresan:Asam fosfat untuk depresi mineral fosfat

Bijih yang berlaku:Bijih fosfat berkapur (asosiasi fosfat-dolomit/kalsit)

2.3.3 pengapungan terbalik ganda

Proses dua tahap: ① Flotasi karbonat primer; ② Flotasi Silikat

Penerapan:Bijih fosfat siliceous-calcareous (misalnya, Yunnan/Guizhou Deposit di Cina)

Keuntungan:Mampu memproses bijih bermutu rendah (p₂o₅ <20%), mencapai nilai konsentrat melebihi 30%

PERLINGGALAN UMUM:Kemampuan beradaptasi yang tinggi untuk bijih kompleks, tingkat pemulihan yang unggul (80-90%)

Keterbatasan:Biaya reagen yang tinggi, membutuhkan pengolahan air limbah, berkurangnya efisiensi untuk ultra-sole (-0.038mm)

2.4 Pemisahan Magnetik

Diterapkan untuk memisahkan mineral magnetik (misalnya, magnetit, ilmenit) dari bijih fosfat.

Varian proses:

Pemisahan magnetik intensitas rendah (LIMS):
Menghilangkan mineral magnet yang kuat (intensitas medan magnet: 0.1-0.3 Tesla)

Pemisahan Magnetik High-Gradient (HGMS):
Proses mineral magnetik yang lemah (misalnya, hematit)

Aplikasi Khas:

Penghapusan besi dari konsentrat fosfat (misalnya, kola semenanjung apatit bijih di Rusia)

Dikombinasikan dengan flotasi untuk meningkatkan kualitas konsentrat

2.5 Penerima Kimia

Terutama digunakan untuk bijih fosfat magnesium tinggi refraktori (peningkatan kandungan MGO yang secara negatif mempengaruhi produksi asam fosfat). Metode pemrosesan utama meliputi:

Metode pencucian asam:

Menggunakan asam sulfat atau hidroklorat untuk melarutkan karbonat

Secara efektif mengurangi konten mgo

Metode pencernaan kalsinasi:

Melibatkan pemanggangan suhu tinggi diikuti dengan pencucian air untuk pemindahan magnesium (misalnya, perlakuan bijih guizhou fosfat)

Keuntungan:Mengaktifkan penghapusan pengotor yang dalam (Konten MGO <1%)

Kerugian:Konsumsi energi tinggi, tantangan korosi peralatan yang signifikan

2.6 Penyortiran fotoelektrik

Terutama diterapkan untuk pra-konsentrasi bijih fosfat berbutir kasar (+10mm partikel).

Prinsip Kerja:

Menggunakan x-ray atau sensor inframerah dekat untuk membedakan mineral fosfat dari gangue

Memanfaatkan jet udara bertekanan tinggi untuk pemisahan fisik

Keuntungan utama:

Penolakan limbah awal secara signifikan mengurangi biaya penggilingan hilir

Aplikasi Industri:

Diadopsi secara luas oleh produsen fosfat utama (misalnya, operasi Maroko, Jordan)

2.7 Proses penerima gabungan

Bijih fosfat yang kompleks biasanya membutuhkan aliran pemrosesan terintegrasi, dengan konfigurasi yang representatif termasuk:

Sirkuit flotasi scrubbing-desliming
(Diterapkan untuk Deposit Fosfat Provinsi Hubei, Cina)

Kombinasi flotasi magnetik gravitasi
(Efektif untuk bijih apatit Brasil)

Sistem Kalsinasi-Digessi-Flotasi
(Dioptimalkan untuk bijih fosfat magnesium tinggi)

3. Reagen Flotasi Fosfat

3.1 pengubah pH

Sodium karbonat berfungsi sebagai pengubah pH primer dalam sistem flotasi fosfat. Peran multifungsi meliputi:

Buffering PH:Mempertahankan alkalinitas yang stabil (biasanya pH 9-10)

Kontrol ion:Memicu ion Ca²⁺/mg²⁺ yang merusak untuk mengurangi konsumsi reagen asam lemak

Efek sinergis:Meningkatkan depresan silikat (misalnya, natrium silikat) saat digunakan secara kombinatorial

Penyebaran:Mencegah aglomerasi lendir melalui peptisasi

3.2 Depresan

Depresan flotasi fosfat dikategorikan berdasarkan jenis mineral target:

Depresan silikat:

Sodium silikat: banyak digunakan dalam flotasi mineral oksida

*Secara efektif menekan mineral silikat/aluminosilikat

*Menyediakan fungsionalitas dispersan ganda

Pati yang dimodifikasi: Menunjukkan kemampuan depresi kuarsa

Depresan karbonat:

Tanin Sintetis: Standar Industri untuk Depresi Gangue Karbonat

*Sangat efektif dalam bijih fosfat berkapur

Depresan fosfat (praktik Cina):

Asam/Garam Anorganik: Asam Sulfat, Asam Fosfat dan Derivatif

3.3 Kolektor

Kolektor Anionik:
Reagen asam lemak mewakili kolektor anionik yang paling banyak digunakan dalam flotasi fosfat.

Kolektor kationik:
Terutama digunakan dalam flotasi terbalik untuk menghilangkan kotoran berkapur/silika:

*Kolektor berbasis amina: Kategori dominan termasuk: amina berlemak, poliamina, amida, eter amina (fitur modifikasi eter-kelompok untuk dispersi bubur yang ditingkatkan), amina terkondensasi, garam amonium kuaterner

*Eter amina: menunjukkan kapasitas pengumpulan silikat superior, khususnya efektif dalam aplikasi desilikasi

Kolektor amfoterik:
Senyawa organik kutub yang mengandung kelompok fungsional anionik dan kationik:

*Perilaku yang bergantung pada pH: kationik dalam media asam, anionik dalam kondisi alkali, elektroneutral pada titik isoelektrik

*Varian Umum: Asam amino-karboksilat, asam amino-sulfonat, asam amino-fosfonat, tipe amino-ester, senyawa amida-karboksil senyawa

Kolektor non-ionik:
Terutama minyak dan ester hidrokarbon: membutuhkan dosis yang lebih tinggi karena kemampuan mengambang alami yang sedang, sering digunakan sebagai sinergis dengan kolektor ionik untuk meningkatkan kinerja

4. Tren pengembangan dalam penerima fosfat

Pemrosesan Mineral Hijau:

Pengembangan reagen flotasi yang tidak beracun (misalnya, kolektor berbasis bio)

Sistem Daur Ulang Air Limbah Lanjutan (Teknologi Pengolahan Membran)

Penyortiran Cerdas:

Integrasi penyortiran fotoelektrik dengan pengakuan AI

Peningkatan yang signifikan dalam efisiensi pemisahan bijih kasar

Pemanfaatan bijih tingkat rendah:

Teknologi pencucian mikroba (aplikasi bakteri fosfat-pelarutan)

Tailing Pemanfaatan Komprehensif:

Pemulihan elemen tanah jarang (misalnya, yttrium dan lanthanum dari tailing fosfat Cina)

5. Kesimpulan

Penerima fosfat membutuhkan proses yang disesuaikan berdasarkan karakteristik bijih. Sementara flotasi tetap menjadi metode dominan saat ini, lembar aliran terintegrasi dan teknologi hijau mewakili arah masa depan. Dengan meningkatnya permintaan global untuk sumber daya fosfor, pengembangan teknologi penerima manfaat yang berkhasiat tinggi dan lingkungan akan menjadi semakin penting bagi kemajuan industri.