Quelles sont les méthodes de récupération du minerai de phosphate?

1 Résumé du minerai de phosphate

Les minerais de phosphate dans la nature sont principalement classés en apatite (par exemple, fluorapatite Ca5 ((PO4) 3F) et phosphorite sédimentaire (par exemple, collophanite).En raison des variations significatives des qualités du minerai brut (contenu de P2O5 compris entre 5% et 40%), des procédés de valorisation sont généralement nécessaires pour améliorer la qualité pour répondre aux normes industrielles (P2O5 ≥ 30%).

Les minerais de phosphate sont riches en phosphore, principalement utilisés pour l'extraction du phosphore et la production de produits chimiques connexes, tels que les engrais phosphate largement connus,ainsi que des produits chimiques industriels courants comme le phosphore jaune et le phosphore rougeCes matériaux à base de phosphore, dérivés de minerais de phosphate, trouvent de nombreuses applications dans l'agriculture, l'alimentation, la médecine, les produits chimiques, le textile, le verre, la céramique et d'autres industries.

Compte tenu de la flottabilité généralement élevée des minerais de phosphate, la flottation est la méthode de valorisation la plus couramment utilisée.

2 Les méthodes de bénéfices du minerai de phosphate
 

La sélection des procédés de valorisation du minerai de phosphate dépend du type de minerai, de la composition minérale et des caractéristiques de diffusion.
Le nettoyage et le délimage, la séparation par gravité, la flottation, la séparation magnétique, la bénéfication chimique, le tri photoélectrique et les procédés combinés.

2.1 Procédure de frottement et de délimage

Cette méthode est particulièrement adaptée aux minerais de phosphate fortement altérés et à forte teneur en argile (comme certains phosphorites sédimentaires).

Crémage et sélection:Le minerai brut est broyé jusqu'à une taille de particule appropriée (par exemple, inférieure à 20 mm)
Le nettoyage:Utilisation de détergents (comme les détergents de bassin) avec agitation d'eau pour séparer l'argile et les boues fines
Délimiter:Utilisation d'hydrocyclones ou de classificateurs spiraux pour éliminer les particules de boue inférieures à 0,074 mm

Les avantages:Fonctionnement simple et faible coût, capable d'augmenter la teneur en P2O5 de 2 à 5%
Limites:Affiche une efficacité limitée pour le traitement de minerais aux minéraux étroitement liés

2.2 Séparation par gravité

Cette méthode est applicable aux minerais où les minéraux phosphate et le gangue présentent des différences de densité importantes (par exemple, associations apatite-quartz).

Machines de jigging:Idéal pour le traitement du minerai à grains grossiers (+ 0,5 mm)

Concentrateurs en spirale:Efficace pour la séparation des particules moyennes fines (0,1-0,5 mm)

Des tables de secousse:Spécialisés pour la séparation de précision

Les avantages:Processus exempt de produits chimiques, ce qui le rend particulièrement adapté aux régions où l'eau est rare

Limites:Taux de récupération relativement faibles (environ 60-70%); inefficace pour le traitement des minerais à particules ultrafines

2.3 Méthode de flottaison

La technologie de valorisation la plus largement utilisée pour les minerais de phosphate, particulièrement efficace pour la transformation: minerais de collophanite de faible qualité, types de minerai dispersés complexes

2.3.1 Flotation directe (flotation des minéraux phosphatés)

Schéma du réactif:

Le collectionneur:Acides gras (par exemple, acide oléique, savon oxydé à la paraffine)

Dépresseur:Silicate de sodium (pour la dépression des silicates), amidon (pour la dépression des carbonates)

Modificateur de pH:Carbonate de sodium (réglage du pH à 9-10)

Flux de processus:

Le minerai est broyé à 70-80% en passant par 0,074 mm

2Pulpe de conditionnement séquentielle avec dépresseurs et collecteurs

Minéraux phosphatés flottants

4Concentrées de déwater pour obtenir le produit final

Type de minerai applicable:Minerai de phosphate siliceux (association phosphate-quartz)

2.3.2 Flotation à l'envers (flotation des minéraux de gangue)

Schéma du réactif:

Le collectionneur:Composés aminés (par exemple, dodecylamine) pour la flottation des silicates

Dépresseur:Acide phosphorique pour la dépression des minéraux phosphatés

Minerais applicables:Minerais calcaires de phosphate (associations de phosphate et de dolomite/calcite)

2.3.3 Flotation à double marche arrière

Un procédé en deux étapes: 1Flotation primaire des carbonates; 2Flotation secondaire des silicates

Applicabilité:Minerais de phosphate siliceux-calcaire (par exemple, gisements du Yunnan/Guizhou en Chine)

Les avantages:Capables de traiter des minerais de faible qualité (P2O5 < 20%), obtenant des qualités de concentrés supérieures à 30%

Les avantages généraux de la flotte:Haute adaptabilité pour les minerais complexes, taux de récupération supérieurs (80-90%)

Limites:Coûts élevés de réactifs, traitement des eaux usées requis, efficacité réduite pour les ultrafines (-0,038 mm)

2.4 Séparation magnétique

Appliqué pour séparer les minéraux magnétiques (p. ex. magnénite, ilménite) des minerais de phosphate.

Variantes du procédé:

Les caractéristiques suivantes sont utilisées:
Élimine les minéraux fortement magnétiques (intensité du champ magnétique: 0,1-0,3 Tesla)

Pour les appareils de traitement des déchets, les caractéristiques suivantes sont utilisées:
Traitement des minéraux faibles en magnétisme (par exemple, hématite)

Applications typiques:

Élimination du fer des concentrés de phosphate (p. ex. minerais d'apatite de la péninsule de Kola en Russie)

Combiné à la flottation pour améliorer la qualité du concentré

2.5 Bénéficiation chimique

Principalement utilisé pour les minerais réfractaires à haute teneur en phosphate de magnésium (la teneur élevée en MgO affecte négativement la production d'acide phosphorique).

Méthode de lixiviation par acide:

Utilise de l'acide sulfurique ou chlorhydrique pour dissoudre les carbonates

Réduit efficacement la teneur en MgO

Méthode de calcination et de digestion:

Il s'agit d'une torréfaction à haute température suivie d'un lavage à l'eau pour éliminer le magnésium (par exemple, traitement du minerai de phosphate de Guizhou)

Les avantages:Permet l'élimination profonde des impuretés (contenu en MgO < 1%)

Les inconvénients:Consommation d'énergie élevée, problèmes importants de corrosion des équipements

2.6 Tri photoélectrique

Appliqué principalement pour la préconcentration de minerai de phosphate à grains grossiers (+ particules de 10 mm).

Principe de fonctionnement:

Utilise des capteurs à rayons X ou à infrarouge proche pour différencier les minéraux phosphate de gangue

Utilise des jets d'air à haute pression pour la séparation physique

Principaux avantages:

Le rejet précoce des déchets réduit considérablement les coûts de broyage en aval

Applications industrielles:

Largement adopté par les principaux producteurs de phosphate (par exemple, au Maroc, en Jordanie)

2.7 Processus de bénéfices combinés

Les minerais de phosphate complexes nécessitent généralement des flux de transformation intégrés, avec des configurations représentatives comprenant:

Circuit de dépollution
(Demande pour les gisements de phosphate de la province du Hubei, Chine)

Combinaison gravitationnel-magnétique-flotation
(Efficace pour les minerais brésiliens d'apatite)

Système de calcination-digestion-flotation
(Optimisé pour les minerais riches en phosphate de magnésium)

3Réactifs de flotation des phosphates

3.1 Modificateurs de pH

Le carbonate de sodium sert de principal modificateur de pH dans les systèmes de flottation de phosphate.

Définition du pH:Maintient une alcalinité stable (pH typiquement 9-10)

Contrôle des ions:Précipite des ions nocifs de Ca2+/Mg2+ pour réduire la consommation de réactif d'acide gras

Effets synergiques:Améliore les dépresseurs de silicates (par exemple, le silicate de sodium) lorsqu'il est utilisé en combinaison

Dispersion:Prévient l'agglomération de mucus par peptisation

3.2 Dépresseurs

Les dépresseurs à flotation phosphatée sont classés par type de minéraux cibles:

Dépresseurs à base de silicate:

Silicate de sodium: largement utilisé dans la flottation des minéraux d'oxyde

*Déprime efficacement les minéraux de silicate/aluminosilicate

* Fournit une fonctionnalité de double dispersant

Amidon modifié: démontre une capacité de dépression du quartz

Dépresseurs à base de carbonates:

Tannins synthétiques: norme de l'industrie pour la dépression des gangues de carbonates

*Particulièrement efficace dans les minerais calcaires phosphate

Dépresseurs de phosphate (pratique chinoise):

Acides/sols inorganiques: acide sulfurique, acide phosphorique et dérivés

3.3 Collecteurs

Collecteurs anioniques:
Les réactifs acides gras représentent les collecteurs anioniques les plus utilisés dans la flotation des phosphate.

Collecteurs cationiques:
Principalement utilisés dans la flotation inverse pour éliminer les impuretés calcaires/silicaires:

* Collecteurs à base d'amines: catégorie dominante comprenant: les amines gras, les polyamines, les amides, les amines éthérées (modification du groupe éthéré pour une meilleure dispersion de la suspension), les amines condensées,Sels d'ammonium quaternaires

*Amines éthérées: présentent une capacité supérieure de collecte des silicates, particulièrement efficaces dans les applications de désilication

Amphotériques:
Composés organiques polaires contenant à la fois des groupes fonctionnels anioniques et cationics:

* comportement dépendant du pH: cationic dans les milieux acides, anionique dans les conditions alcalines, électroneutrale au point isoélectrique

* Variantes courantes: acides aminé-carboxyliques, acides aminés-sulfoniques, acides aminés-phosphoniques, types d'amino-esters, composés amide-carboxyle

Collecteurs non ioniques:
Principalement des huiles et des esters d'hydrocarbures: nécessitent des doses plus élevées en raison de la flottabilité naturelle modérée de l'apatite, souvent utilisés comme synergistes avec des capteurs ioniques pour améliorer les performances

4- Tendances de développement de l'utilisation des phosphates

Traitement des minéraux verts:

Développement de réactifs de flottaison non toxiques (par exemple, collecteurs à base de bio)

Systèmes avancés de recyclage des eaux usées (technologies de traitement par membrane)

Sortir intelligemment

Intégration du tri photoélectrique avec la reconnaissance de l'IA

Amélioration significative de l'efficacité de séparation du minerai grossier

Utilisation du minerai de faible qualité:

Technologies de lixiviation microbienne (applications de bactéries solubilisantes au phosphate)

Résidus d'égout Utilisation complète:

Récupération d'éléments de terres rares (par exemple, yttrium et lanthane provenant de résidus de phosphate chinois)

5Conclusion

Le phosphatage nécessite des procédés adaptés en fonction des caractéristiques du minerai.Les tableaux de flux intégrés et les technologies vertes représentent l'orientation futureAvec la demande mondiale croissante de ressources en phosphore,le développement de technologies de valorisation à haut rendement et écologiquement durables deviendra de plus en plus essentiel pour le progrès de l'industrie.