Изучение влияния новых флотационных реагентов на минералы фосфоритовых руд Кызылкумов при комбинированного обогащения

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается возможность получения концентрата по технологии комбинированного обогащения из низкосортных фосфоритовых руд Центральных Кызылкумов и подходящего препарата высококачественного фосфорсодержащего удобрения.

ABSTRACT

The possibility of obtaining the concentrate of the combined enrichment technology from low grade phosphorite ores of the Central Kyzylkum, suitable preparation of high-quality phosphorus-containing fertilizer is considered in the article.

Ключевые слова: низкосортные фосфоритовые руды, обесшламливание, карбонатная флотация, фосфоритовая флотация, химическое обогащение, реагент, фомол, мыльный запас, концентрат, минеральные удобрения.

Kеywords: low grade phosphorite ore, desliming, carbonate flotation, phosphorite flotation, chemical enrichment, reagent, fomol, soapstock, concentrate, mineral fertilizer.

Введение. Республика Узбекистан является страной интенсивного потребления фосфоритовых удобрений. Перспективы дальнейшего увеличения добычи фосфоритного сырья для ликвидации или хотя бы снижения его дефицита определяются возможностями увеличения добычи руд на эксплуатируемых месторождениях и привлечением в производство низкосортных некондиционных фосфоритовых руд путем их обогащения.

Анализ литературных данных показывает, что обогащение низкосортных фосфоритовых руд Центральных Кызылкумов сложного минерально-петрографического состава представляет собой одну из сложнорешаемых проблем вследствие недостаточной изученности флотационных свойств минеральных составляющих. Поэтому поиск нового дешевого флотореагента из местного сырья для разделения минералов с близкими флотационными свойствами является актуальной задачей.

Следует отметить, что подавляющее большинство руд в естественном виде далеко не удовлетворяют изложенным здесь требованиям ни по содержанию Р₂О₅, ни по количеству вредных примесей. Суть его состоит в концентрировании разными механическими способами полезного минерала и удалении в отвал (хвосты) вредных и балластных примесей [3].

В данной работе рассмотрены возможности обогащения бедных фосфоритов с использованием процессов карбонатной и фосфоритовой флотаций для получения фосфоритовых концентратов, пригодных для производства минеральных удобрений.

Как известно, для флотации окисленных минералов используются в основном соли жирных кислот (олеиновая кислота). В экспериментах в качестве заменителя олеиновой кислоты был использован соапсток (отход Каттакурганского масложирового комбината, Узбекистан) и заменитель синтетических высших спиртов – фомол. Соапсток – натриевые соли жирных кислот (среднее число атомов в радикалах жирных кислот колебалось С₁₀-С₁₈), являющиеся производственным отходом масложировой промышленности, производственный расход которого составляет 400 г/т.

В первом варианте кислая среда (рН=4-5,5) создавалась фосфорной кислотой, которая одновременно являлась депрессором на фосфат.

Результаты опытов первого варианта эксперимента представлены в табл. 1. 

Таблица 1.

Результаты карбонатной флотации фосфоритовой руды с применением H₂PO₅  (t=8 мин., расход соапстока – 500 г/т)

Во втором варианте кислая среда (рН=4-5,5) создавалась азотной кислотой. Результаты опытов в открытом цикле для второго случая представлены в табл. 2.

При флотации карбонатов в открытом цикле с заменой фосфорной кислоты азотной содержание Р₂О₅ в камерном продукте составляет 17,8% при извлечении 81,2%. Расход азотной кислоты НNO₃ при карбонатной флотации составляет 6 кг/т, что соответствует рН = 4,5-5,0.

Таблица 2.

Результаты карбонатной флотации фосфоритовой руды с применением HNO₃ (t=8 мин., расход соапстока – 500 г/т)

При флотации кальцита реагентом соапсток с различными концентрациями (200-500 г/т) и рН=4,5-5,0, создаваемой азотной кислотой, наблюдается наибольшая активность флотации кальцита, тогда как фосфат флотируется незначительно – в пределах 11-12% (табл. 3).

Установлено, что селекция кальцита от фосфата может быть достигнута применением соапстока в кислой среде, что обусловлено физической сорбцией собирателя.

Таблица 3.

Результаты опытов по открытой схеме для карбонатной флотации (t = 8 мин., рН=4,5÷5,0)

Фосфоритовая флотация проводилась в открытом цикле с использованием камерного продукта (Р₂О₅ – 20,7%,) карбонатной флотации. В качестве реагента-собирателя для фосфатных минералов использовались олеат натрия и фомол.

Таблица 4.

Результаты фосфоритовой флотации камерного продукта с применением олеата натрия

По литературным данным и результатам исследований видно, что фосфатные минералы флотируются в щелочной среде. Для регулирования рН-среды в процессе фосфоритовой флотации добавили СаО. Сначала опытами установили оптимальный расход реагентов олеата натрия и фомола при рН=9÷9,5. Результаты опытов по флотации фосфорита представлены в табл. 4 и 5.

Заключение. На основе выполненных исследований дано решение научно-технической задачи по разработке и усовершенствованию технологии обогащения низкосортных фосфоритовых руд Кызылкумов, имеющее важное народно-хозяйственное значение.

Основные научные результаты и рекомендации выполненной диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что замена фосфорной кислоты азотной кислотой в условиях полного водооборота и использование соапстока в качестве собирателя при флотации карбонатов позволяет получить сравнительно близкий по качеству и извлечению продукт по Р₂О₅.

2. Установлено, что при оптимальном расходе реагентов (соапсток 400 г/т и «фомол» 300 г/т, азотной кислоты 7 кг/т, жидкого стекла 300 г/т) можно получить концентрат с содержанием Р₂О₅ 24,5% при извлечении 77,05%.

3. Комплексными физико-химическими методами исследований выявлена возможность использования отходов масложиркомбината (соапсток) – как флотореагента для флотации карбонатов – заменителя олеиновой кислоты. Заменителем синтетических высших спиртов при флотации фосфатных минералов рекомендован новый флотореагент «Фомол».

4. Определены факторы, влияющие на извлечение кальцита и фосфата при карбонатной и фосфатной флотациях с предварительным удалением шламов из руд. Установлена возможность разделения кальцита и фосфата регулированием кислотности (рН) среды.

Список литературы:
1. Абдурахмонов С.А., Абдурахмонов Э., Донияров Н.А. Обесшламливание низкосортных фосфоритовых руд Джерой-Сардара // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 1. – С. 76-77.
2. Донияров Н.А. Обогащение низкосортных фосфоритовых руд Джерой-Сардара с применением отходов производства // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 1. – С. 82-83.
3. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. – М.: Недра, 1986. – С. 247-255.