प्रकृति में फॉस्फेट अयस्क को मुख्य रूप से एपाटाइट प्रकार (जैसे, फ्लोरोपैटाइट Ca5 ((PO4) 3F) और तलछट फॉस्फोराइट (जैसे, कोलोफैनिट) में वर्गीकृत किया जाता है।कच्चे अयस्क के ग्रेड में महत्वपूर्ण भिन्नता के कारण (P2O5 सामग्री 5% से 40% तक)औद्योगिक मानकों (P2O5 ≥ 30%) को पूरा करने के लिए ग्रेड को बढ़ाने के लिए आमतौर पर लाभ प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
फॉस्फेट अयस्क में फास्फोरस भरपूर होता है, जिसका मुख्य रूप से फास्फोरस निकालने और संबंधित रासायनिक उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे कि व्यापक रूप से ज्ञात फास्फेट उर्वरक,साथ ही पीले फॉस्फोरस और लाल फॉस्फोरस जैसे सामान्य औद्योगिक रसायनफॉस्फेट अयस्कों से प्राप्त इन फास्फोरस आधारित सामग्रियों का कृषि, खाद्य, चिकित्सा, रसायन, वस्त्र, कांच, सिरेमिक और अन्य उद्योगों में व्यापक उपयोग होता है।
फॉस्फेट अयस्कों की सामान्यतः उच्च तैरने की क्षमता को देखते हुए, फ्लोटेशन सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली लाभन विधि है।
2 फॉस्फेट अयस्क लाभ के तरीके
फॉस्फेट अयस्क लाभ प्रक्रियाओं का चयन अयस्क के प्रकार, खनिज संरचना और प्रसार विशेषताओं पर निर्भर करता है। प्राथमिक तरीकों में शामिल हैंः
स्क्रबिंग और डेस्लिमिंग, गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण, फ्लोटेशन, चुंबकीय पृथक्करण, रासायनिक लाभ, फोटोइलेक्ट्रिक छँटाई और संयुक्त प्रक्रियाएं।
यह विधि विशेष रूप से उच्च मिट्टी सामग्री (जैसे कुछ तलछट फॉस्फोराइट्स) के साथ अत्यधिक वातानुकूलित फॉस्फेट अयस्क के लिए उपयुक्त है। तकनीकी प्रक्रिया में शामिल हैंः
कुचलना और स्क्रीनिंगःकच्चे अयस्क को उचित कण आकार तक कुचल दिया जाता है (उदाहरण के लिए, 20 मिमी से कम)
स्क्रबिंग:मिट्टी और बारीक स्लाइम्स को अलग करने के लिए पानी के हलचल के साथ स्क्रबर्स (जैसे ट्रॉफ स्क्रबर्स) का उपयोग करना
निकालना:हाइड्रोसाइक्लोन या सर्पिल वर्गीकरण का उपयोग 0.074 मिमी से छोटे कीचड़ कणों को हटाने के लिए
लाभःविशेषताएं सरल संचालन और कम लागत, 2-5% द्वारा P2O5 ग्रेड बढ़ाने में सक्षम
सीमाएँ:घनिष्ठ रूप से परस्पर जुड़े खनिजों के साथ अयस्कों के प्रसंस्करण के लिए सीमित प्रभावशीलता दिखाता है
यह विधि उन अयस्कों पर लागू होती है जहां फॉस्फेट खनिज और गैंगू में घनत्व में महत्वपूर्ण अंतर होता है (उदाहरण के लिए, एपेटाइट-क्वार्ट्ज संघ) । आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में शामिल हैंः
जिगिंग मशीनें:मोटे अनाज वाले अयस्क (+0.5 मिमी) के प्रसंस्करण के लिए आदर्श
सर्पिल कंसंट्रेटर:मध्यम परिमाण के कणों (0.1-0.5 मिमी) को अलग करने के लिए प्रभावी
शेकिंग टेबल:सटीक पृथक्करण के लिए विशेष
लाभःरसायन रहित प्रक्रिया, जिससे यह विशेष रूप से पानी की कमी वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है
सीमाएँ:अपेक्षाकृत कम वसूली दरें (लगभग 60-70%); अति बारीक कण अयस्क के प्रसंस्करण के लिए अप्रभावी
फॉस्फेट अयस्क के लिए सबसे व्यापक रूप से लागू लाभप्रदता तकनीक, विशेष रूप से प्रसंस्करण के लिए प्रभावीः कम ग्रेड कोलोफैनाइट अयस्क, जटिल फैला हुआ अयस्क प्रकार
अभिकर्मक योजनाः
कलेक्टर:फैटी एसिड (उदाहरण के लिए, ओलिक एसिड, ऑक्सीकृत पैराफिन साबुन)
अवसादग्रस्त:सोडियम सिलिकेट (सिलिकेट अवसाद के लिए), स्टार्च (कार्बोनेट अवसाद के लिए)
पीएच संशोधक:सोडियम कार्बोनेट (पीएच को 9 से 10 तक समायोजित करना)
प्रक्रिया प्रवाहः
0.074 मिमी के माध्यम से 70-80% तक खनिज पीसें
2डिप्रेसर और कलेक्टरों के साथ क्रमिक रूप से कंडीशनिंग पल्स
3फ्लोट फॉस्फेट खनिज
अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए डिवाटर कंसंट्रेट
लागू अयस्क प्रकार:सिलिसियस फॉस्फेट अयस्क (फॉस्फेट-क्वार्ट्ज एसोसिएशन)
अभिकर्मक योजनाः
कलेक्टर:सिलिकेट फ्लोटेशन के लिए अमाइन यौगिक (जैसे, डोडेसीलामाइन)
अवसादग्रस्त:फॉस्फोरिक एसिड फॉस्फेट खनिज अवसाद के लिए
लागू खनिजःचूर्णयुक्त फॉस्फेट अयस्क (फॉस्फेट-डोलोमाइट/कैल्साइट संयोजन)
दो चरणों की प्रक्रियाः 1 कार्बोनेट का प्राथमिक तरंग; 2 सिलिकेट का द्वितीयक तरंग
लागू होना:सिलिसियस-क्लिकरेस फॉस्फेट अयस्क (उदाहरण के लिए, चीन में युन्नान/गुइझोउ जमा)
लाभःकम ग्रेड अयस्कों (P2O5 < 20%) के प्रसंस्करण के लिए सक्षम, 30% से अधिक ग्रेड केंद्रित प्राप्त करता है
सामान्य फ्लोटेशन गुणःजटिल खनिजों के लिए उच्च अनुकूलन क्षमता, बेहतर वसूली दर (80-90%)
सीमाएँ:उच्च अभिकर्मक लागत, अपशिष्ट जल उपचार की आवश्यकता होती है, अल्ट्रा-फाइन के लिए दक्षता में कमी (-0.038 मिमी)
मैग्नेटिक खनिजों (जैसे, मैग्नेटिट, इल्मेनाइट) को फॉस्फेट अयस्क से अलग करने के लिए लागू किया जाता है।
प्रक्रिया के प्रकार:
कम तीव्रता वाले चुंबकीय पृथक्करण (LIMS):
अत्यधिक चुंबकीय खनिजों को हटाता है (चुंबकीय क्षेत्र तीव्रताः 0.1-0.3 टेस्ला)
उच्च ढाल चुंबकीय पृथक्करण (एचजीएमएस):
कमजोर चुंबकीय खनिजों (जैसे, हेमेटाइट) को संसाधित करता है
विशिष्ट अनुप्रयोग:
फॉस्फेट सांद्रता से लोहे का निष्कर्षण (उदाहरण के लिए, रूस में कोला प्रायद्वीप एपाटाइट अयस्क)
कंसंट्रेट की गुणवत्ता बढ़ाने के लिए फ्लोटेशन के साथ संयुक्त
मुख्य रूप से अग्निरोधक उच्च मैग्नीशियम फॉस्फेट अयस्क के लिए उपयोग किया जाता है (उच्च MgO सामग्री फॉस्फोरिक एसिड उत्पादन को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करती है) । मुख्य प्रसंस्करण विधियों में शामिल हैंः
अम्ल से निकलने की विधि:
कार्बोनेट को भंग करने के लिए सल्फ्यूरिक या हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग करता है
एमजीओ सामग्री को प्रभावी ढंग से कम करता है
कल्सीनेशन-डाइजेस्टिशन विधि:
इसमें मैग्नीशियम को हटाने के लिए उच्च तापमान रोस्टिंग और उसके बाद पानी से धोना शामिल है (उदाहरण के लिए, गुइझोउ फॉस्फेट अयस्क उपचार)
लाभःगहरी अशुद्धियों को हटाने के लिए सक्षम बनाता है (MgO सामग्री < 1%)
नुकसानःउच्च ऊर्जा की खपत, महत्वपूर्ण उपकरण जंग चुनौतियां
मुख्य रूप से मोटे अनाज वाली फॉस्फेट अयस्क (+10 मिमी कणों) के पूर्व-सघनता के लिए लागू किया जाता है।
कार्य सिद्धांत:
फास्फेट खनिजों को गैंग से अलग करने के लिए एक्स-रे या निकट अवरक्त सेंसर का उपयोग करता है
भौतिक पृथक्करण के लिए उच्च दबाव वाले वायु जेट का उपयोग करता है
मुख्य लाभ:
अपशिष्ट को जल्दी खारिज करने से डाउनस्ट्रीम पीसने की लागत में काफी कमी आती है
औद्योगिक अनुप्रयोग:
प्रमुख फॉस्फेट उत्पादकों द्वारा व्यापक रूप से अपनाया गया (उदाहरण के लिए, मोरक्को, जॉर्डन के संचालन)
जटिल फॉस्फेट अयस्कों के लिए आम तौर पर एकीकृत प्रसंस्करण प्रवाह की आवश्यकता होती है, जिसमें प्रतिनिधि विन्यास शामिल हैंः
स्क्रबिंग-डेस्लिमिंग-फ्लोटेशन सर्किट
(हुबेई प्रांत, चीन में फॉस्फेट जमाओं के लिए आवेदन किया गया)
गुरुत्वाकर्षण-चुंबकीय-फ्लोटेशन संयोजन
(ब्राजीलियाई एपाटाइट अयस्क के लिए प्रभावी)
ज्वलन-पाचन-फ्लोटेशन प्रणाली
(उच्च मैग्नीशियम फॉस्फेट अयस्क के लिए अनुकूलित)
3फॉस्फेट फ्लोटेशन अभिकर्मक
3.1 पीएच संशोधक
सोडियम कार्बोनेट फॉस्फेट फ्लोटेशन सिस्टम में प्राथमिक पीएच मॉडिफायर के रूप में कार्य करता है। इसकी बहुक्रियात्मक भूमिकाओं में शामिल हैंः
पीएच बफरिंग:स्थिर क्षारीयता (आमतौर पर पीएच 9-10) बनाए रखता है
आयन नियंत्रण:फैटी एसिड अभिकर्मक की खपत को कम करने के लिए हानिकारक Ca2+/Mg2+ आयनों को गिराता है
सामंजस्य प्रभाव:सिलिकेट अवरोधक (जैसे, सोडियम सिलिकेट) को बढ़ाता है जब संयुक्त रूप से उपयोग किया जाता है
फैलाव:पेप्टिज़ेशन के माध्यम से चिकन के संचय को रोकता है
3.2 अवसादजनक
फॉस्फेट फ्लोटेशन डिप्रेसर को लक्ष्य खनिज प्रकारों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता हैः
सिलिकेट डिप्रेसर:
सोडियम सिलिकेट: ऑक्साइड खनिज फ्लोटेशन में व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है
*प्रभावी रूप से सिलिकेट/अल्युमिनोसिलिकेट खनिजों को दबाता है
*दोहरे विसारक कार्यक्षमता प्रदान करता है
संशोधित स्टार्चः क्वार्ट्ज अवसाद क्षमता प्रदर्शित करता है
कार्बोनेट डिप्रेसर:
सिंथेटिक टैनिन: कार्बोनेट गैंग्यू अवसाद के लिए उद्योग मानक
*खासकर चूना धातु फॉस्फेट अयस्क में प्रभावी
फॉस्फेट अवरोधक (चीन प्रथा):
अकार्बनिक एसिड/नमक: सल्फ्यूरिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड और डेरिवेटिव
3.3 कलेक्टर
आयनिक कलेक्टर:
फैटी एसिड अभिकर्मक फॉस्फेट फ्लोटेशन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले एनिओनिक कलेक्टरों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
कैटियनिक कलेक्टर:
मुख्यतः रिवर्स फ्लोटेशन में उपयोग किया जाता है, जिसमें चूर्ण/सिलिकॉन अशुद्धियों को हटाने के लिए उपयोग किया जाता हैः
*अमाइन आधारित कलेक्टर: प्रमुख श्रेणी जिसमें शामिल हैंः फैटी अमाइन, पॉलीअमाइन, अमाइड, एथर अमाइन (अतिरिक्त स्लरी फैलाव के लिए विशेषता ईथर समूह संशोधन), कंडेनस्ड अमाइन,क्वाटरनरी अमोनियम नमक
*एथर अमीन्स: उच्च सिलिकेट संग्रह क्षमता प्रदर्शित करते हैं, विशेष रूप से desilication अनुप्रयोगों में प्रभावी
अम्फोटेरिक कलेक्टर:
ध्रुवीय कार्बनिक यौगिक जिसमें एनिओनिक और कैटियनिक कार्यात्मक समूह दोनों होते हैं:
*पीएच-निर्भर व्यवहारः अम्लीय वातावरण में कैशनिक, क्षारीय परिस्थितियों में एनीओनिक, आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर इलेक्ट्रॉन न्यूट्रल
*सामान्य वेरिएंटः अमीनो-कार्बोक्सिल एसिड, अमीनो-सल्फोनिक एसिड, अमीनो-फॉस्फोनिक एसिड, अमीनो-एस्टर प्रकार, अमाइड-कार्बॉक्सिल यौगिक
गैर आयनिक कलेक्टर:
मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन तेल और एस्टर: एपेटाइट की मध्यम प्राकृतिक तैरने की क्षमता के कारण उच्च खुराक की आवश्यकता होती है, अक्सर प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए आयनिक कलेक्टरों के साथ सिनर्जिस्ट के रूप में उपयोग किया जाता है
हरी खनिज प्रसंस्करण:
गैर विषैले तरंगना प्रतिक्रियाओं का विकास (जैसे, जैव आधारित कलेक्टर)
उन्नत अपशिष्ट जल पुनर्चक्रण प्रणाली (झिल्ली उपचार प्रौद्योगिकियां)
बुद्धिमान छँटाई:
एआई पहचान के साथ फोटोइलेक्ट्रिक छँटाई का एकीकरण
मोटी अयस्क को अलग करने की दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार
कम ग्रेड अयस्क का उपयोगः
माइक्रोबियल लिक्विचिंग टेक्नोलॉजीज (फॉस्फेट-सोलुबिलाइजिंग बैक्टीरिया अनुप्रयोग)
पूंछ व्यापक उपयोगः
दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की वसूली (उदाहरण के लिए, चीनी फॉस्फेट कचरे से इट्रियम और लैंथेनम)
फॉस्फेट लाभान्वित करने के लिए खनिज विशेषताओं के आधार पर अनुकूलित प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।एकीकृत प्रवाह सारिणी और हरित प्रौद्योगिकियां भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व करती हैंफास्फोरस संसाधनों की बढ़ती वैश्विक मांग के साथ,उद्योग के विकास के लिए उच्च दक्षता और पर्यावरण के प्रति टिकाऊ लाभप्रदता प्रौद्योगिकियों का विकास तेजी से महत्वपूर्ण हो जाएगा।.
