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

Studying the influence of new flotation reagents on the minerals of the Kyzylkum phosphorite ore during combined enrichment
Цитировать:
Изучение влияния новых флотационных реагентов на минералы фосфоритовых руд Кызылкумов при комбинированного обогащения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Донияров Н.А. [и др.]. 2019. № 5 (62). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7390 (дата обращения: 24.10.2021).
Прочитать статью:

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 С1018), 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)

№ опыта

Продукты

Выход, %

Содержание Р2О5, %

Извлечение Р2О5, %

Условия опыта

1

Пенный продукт

24,65

13, 8

20,4

рН=5÷5,5

Камерный продукт

75,35

17,6

79,6

Исходная руда

100,0

16,7

100,0

2

Пенный продукт

23,39

12,14

19,3

рН=4,5÷5

Камерный продукт

76,61

17,6

80,7

Исходная руда

100,0

16,7

100,0

3

Пенный продукт

24,43

13,3

19,5

рН=4÷4,5

Камерный продукт

75,57

17,8

80,5

Исходная руда

100,0

16,7

100,0

 

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)

№ опыта

Продукты

Выход, %

Содержание Р2О5, %

Извлечение Р2О5, %

Условия опыта

1

Пенный продукт

22,6

15,1

20,5

рН=5÷5,5

Камерный продукт

77,4

17,1

79,5

Исходная руда

100,0

16,7

100,0

2

Пенный продукт

23,9

13,1

18,8

рН=4,5÷5

Камерный продукт

76,1

17,8

81,2

Исходная руда

100

16,7

100,0

3

Пенный продукт

24,3

13,4

19,6

рН=4÷4,5

Камерный продукт

75,7

17,7

80,4

Исходная руда

100

16,7

100,0

 

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)

Наименование

продуктов

Выход,

%

Содержание

Р2О5, %

Извлечение

Р2О5, %

Расход

 соапстока, г/т

1

Пенный продукт

Камерный продукт

Руда

22,0

78,0

100,0

12,1

19,4

17,8

15,0

85,0

100,0

200

2

Пенный продукт

Камерный продукт

Руда

30,0

70,0

100,0

11,4

20,5

17,8

19,3

80,7

100,0

300

3

Пенный продукт

Камерный продукт

Руда

28,0

72,0

100,0

10,3

20,7

17,8

16,2

83,8

100,0

400

4

Пенный продукт

Камерный продукт

Руда

31

69

100

12,0

20,3

17,8

21

79

100

500

 

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

Наименование

продукта

Выход,

%

Содержание

Р2О5,  %

Извлечение

Р2О5, %

Расход

 олеата натрия, г/т

1

Концентрат

54,4

24,4

64,1

200

Хвосты

45,6

16,3

35,9

Камерный продукт

100

20,7

100

2

Концентрат

55,3

24,8

66,3

300

Хвосты

44,7

15,6

33,7

Камерный продукт

100

20,7

100

3

Концентрат

57,8

23,7

66,4

400

Хвосты

42,2

16,5

33,6

Камерный продукт

100

20,7

100

4

Концентрат

58,9

23,6

67,2

500

Хвосты

41,1

16,5

32,8

Камерный продукт

100

20,7

100

 

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.

 

Информация об авторах

декан химико-металлургического факультета, доктор технических наук, доцент, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Dean of Chemistry and Metallurgy Department, Doctor of Technical Science, Associate Professor, Navoyi State Institute of Mining, the Republic of Uzbekistan, Navoyi

канд. с-х. наук, канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, Навоийская область, г. Навои

PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi region, Navoi

докторант, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Doctoral student, Navoi State Mining Institute, Republic of Uzbekistan, Navoi region, Navoi

ассистент, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Assistant, Navoi State Mining Institute, Republic of Uzbekistan, Navoi region, Navoi

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top