Завод по переработке флюорита: полное руководство по флотации флюорита кислотного качества
Флюорит (также известный под коммерческим названием «флюорит») является основным источником фтора для мировой химической промышленности. От фтористоводородной кислоты, используемой для производства солнечных батарей и электролитов литий-ионных батарей, до флюса, необходимого для выплавки стали и алюминия, флюорит является незаменимым стратегическим минералом.
Однако превращение сырой флюоритовой руды в высокодоходный коммерческий продукт является сложной металлургической задачей. Флюорит (CaF2) почти всегда находится в переплетении с минералами пустой породы, которые имеют удивительно схожие физические и химические свойства, в частности кальцит (CaCO3) и барит (BaSO4). Поскольку все они содержат катионы щелочноземельных металлов (таких как кальций), традиционное физическое разделение часто бывает недостаточным, а обычные флотационные коллекторы не могут легко различить их.
Как ведущий мировой подрядчик в области EPC (проектирование, закупки и строительство), OreSolution специализируется на разгадке этих сложных минералогических загадок. В этом исчерпывающем техническом руководстве будет подробно рассмотрена линия по производству флюоритовой руды, в том числе стратегии «измельчение-флотация-повторное измельчение», химические реактивы, необходимые для отделения флюорита от кальцита, и способы стабильного достижения желанной 97-процентной чистоты «кислотного сорта».
качества Рентабельность завода по переработке флюорита в значительной степени зависит от высокой чистоты. В то время как «металлургическое качество» (80-85% CaF2) относительно легко достичь и продается по умеренной цене, «кислотное качество» (97%+ CaF2) имеет значительную надбавку к цене. Вся конструкция современного завода по переработке флюорита должна быть рассчитана на достижение этого порога в 97%.
Часть 1: Понимание коммерческих сортов флюорита
Перед проектированием схем измельчения и флотации необходимо определить конечный продукт. Рынок флюорита жестко сегментирован на три основных сорта в зависимости от содержания фторида кальция (CaF2) и строгих ограничений на примеси, такие как кремнезем (SiO2), карбонат кальция (CaCO3) и сера.
Часть 2: Два столпа обогащения флюорита
В зависимости от характера месторождения и целевого качества, завод по переработке флюорита будет использовать одну или обе из этих основных технологий:
1. Гравитационная сепарация (для крупного металлургического сортамента)
Если флюорит крупнозернистый (крупные кристаллы) и ваша цель — производство Metspar, гравитационная сепарация является высокоэффективным и недорогим методом. Удельный вес флюорита составляет 3,18, а кварца — 2,65. После дробления до соответствующего размера (например, -10 мм) руда подается в вибросито Sawtooth Wave Jig. Пульсирующая вода отделяет более тяжелые куски флюорита от более легкой кремнеземной породы.
2. Пенная флотация (для мелкой, кислотной марки)
Для производства флюорита кислотного качества или для переработки мелкодисперсных руд, в которых флюорит тесно связан с пустой породой, гравитационная сепарация не подходит. Руду необходимо измельчить до мелкого порошка и использовать пенную флотацию. Этот процесс основан на манипулировании химическим составом поверхности минералов, так что воздушные пузырьки выборочно всплывают флюорит, оставляя кальцит и кремнезем на дне.
Часть 3: Измельчение — стратегия «измельчение-флотация-повторное измельчение»
Основной ошибкой при флотации флюорита является чрезмерное измельчение. Флюорит относительно мягкий и хрупкий. Если измельчить всю руду до мелкого порошка за один этап, чтобы освободить все частицы, то образуется чрезмерное количество «шлама» (ультратонкой грязи). Шлам потребляет огромное количество дорогостоящих реагентов и покрывает более крупные частицы флюорита, полностью разрушая процесс флотации.
Подход OreSolution: мы используем стратегию поэтапного измельчения.
- Первичная измельчение: после прохождения через щековые и конусные дробилки руда поступает в шаровую мельницу, работающую в замкнутом контуре с гидроциклоном. Цель — относительно грубое первичное измельчение, достаточное для извлечения самых легких частиц флюорита.
- Более грубая флотация: мы немедленно подвергаем этот грубо измельченный материал флотации, чтобы на раннем этапе извлечь большую часть флюорита.
- Повторное измельчение концентрата: более грубый концентрат (который все еще содержит заблокированные частицы флюорита и кремнезема/кальцита) отправляется на вторичную, более мелкую мельницу повторного измельчения. Это высокоцелевое измельчение обеспечивает полное высвобождение без излишнего измельчения всей массы руды.
Часть 4: Химия флотации флюорита
Успех завода по переработке флюорита кислотного качества полностью зависит от режима реагентов. Сложность заключается в том, что флюорит (CaF2), кальцит (CaCO3) и апатит имеют общий катион кальция. Стандартный жирный кислотный коллектор (такой как олеиновая кислота) будет активно прилипать ко всем этим веществам, в результате чего ценный флюорит будет всплывать вместе с бесполезным кальцитом.
Для достижения разделения мы должны использовать высокоспецифические депрессанты, чтобы «ослепить» кальцит и кремнезем, не давая им всплывать.
Часть 5: Архитектура технологической схемы «Многочисленные очистители»
Поскольку разделение флюорита и его пустой породы является очень тонким, невозможно достичь 97% чистоты за один или два этапа. Стандартный завод по производству флюорита кислотного качества имеет очень длинный флотационный контур.
- Грубая флотация: для извлечения как можно большего количества флюорита.
- Очистка: обработка отходов грубой очистки для улавливания ускользнувшего флюорита до того, как он попадёт в дамбу.
- Очистка (марафон): чтобы повысить содержание флюорита с ~60% до >97%, концентрат должен пройти через серию флотационных камер с воздушным нагнетанием. Обычно заводы, спроектированные OreSolution, имеют от 6 до 8 стадий очистки. На каждой стадии тщательно дозируются дополнительные депрессанты, чтобы постепенно вытеснить оставшийся кремнезем и кальцит.
Часть 6: Работа с сложными полиметаллическими флюоритовыми рудами
Часто флюорит встречается в сочетании с ценными сульфидными минералами, такими как галенит (свинец) или сфалерит (цинк). Эти сульфиды необходимо удалить перед флотацией флюорита, так как они загрязняют конечный продукт кислотного качества.
Последовательная стратегия:
- Сначала используются ксантатные коллекторы для флотации свинца и цинка (которые могут быть проданы как отдельные ценные концентраты).
- Остатки из цикла свинца/цинка теперь становятся сырьем для цикла флюорита. Затем мы переключаемся на жирные кислотные коллекторы для флотации флюорита.
Часть 7: Обезвоживание и обработка продукта
Конечный концентрат кислотного качества выходит из флотационных камер в виде влажной пенной суспензии. Ее необходимо преобразовать в сухой порошок, пригодный для транспортировки.
Суспензия сначала перекачивается в высокоэффективный сгуститель, который концентрирует твердые вещества. Затем сгущенный нижний поток перекачивается под высоким давлением в пластинчатый фильтр-пресс, где образуется твердый фильтр-кек. Для некоторых рынков этот кек необходимо дополнительно обработать в ротационной сушилке, чтобы снизить влажность до уровня ниже 1% перед упаковкой в мешки.
Часто задаваемые вопросы: экспертная диагностика неисправностей на флюоритовых заводах
О: Высокое содержание кремнезема обычно указывает на одну из двух проблем: 1) Недостаточное освобождение: флюорит все еще физически прикреплен к частицам кварца. Необходимо увеличить время измельчения в мельнице для повторного измельчения. 2) Недостаточное подавление: дозировка силиката натрия (жидкого стекла) слишком низкая, что позволяет свободному кварцу всплывать. Попробуйте отрегулировать дозировку или использовать смесь силиката натрия с добавлением кислоты для более сильного подавления.
О: Это классическая проблема флотации флюорита. Оба минерала реагируют на коллектор олеиновой кислоты. Вам необходимо усовершенствовать свою стратегию подавления. Убедитесь, что pH строго контролируется с помощью карбоната натрия, и рассмотрите возможность добавления специальных депрессантов, таких как экстракт кебрачо или точно смешанное соотношение силиката натрия и квасцов, чтобы выборочно заглушить кальцит.
О: Олеиновая кислота является мощным коллектором, но также действует как сильный пенообразователь. В холодной воде жирные кислоты, такие как олеиновая кислота, плохо диспергируются и могут образовывать прочную, липкую пену. Нагревание суспензии (до температуры около 30–40 °C) значительно улучшает диспергирование коллектора, что приводит к более управляемой пене и гораздо более высокой селективности.
О: Как правило, нет. Гравитационное разделение (на дробилках или столах) отлично подходит для производства металлургического флюорита (+60% CaF2) из грубой руды. Однако, поскольку минералы пустой породы часто заключены в кристаллах флюорита, для получения 97% кислотного флюорита требуется тонкое измельчение (для освобождения примесей), а при тонком размере гранулы гравитационное разделение становится неэффективным. Требуется флотация.
Вывод: инженерная чистота
Проектирование завода по переработке флюорита, способного стабильно производить флюорит кислотного качества, — это сложная задача, требующая глубоких знаний в области химии и измельчения. Плохо спроектированная технологическая схема, при которой руда измельчается чрезмерно или не удается подавить кальцит, приведет к тому, что вы останетесь с низкокачественным продуктом металлургического качества, что серьезно повлияет на вашу рентабельность инвестиций.
В OreSolution мы исключаем догадки. От проведения тщательных лабораторных флотационных испытаний для определения точного состава реагентов для вашей конкретной руды до проектирования многоступенчатых линий по производству флюорита и поставки тяжелого оборудования — наши услуги по под ключ EPC гарантируют, что ваш завод достигнет максимальной чистоты и максимальной прибыли.
Вы разрабатываете месторождение флюорита? Свяжитесь с OreSolution сегодня, чтобы проконсультироваться с нашими старшими металлургами и начать проектирование вашего завода по переработке кислотного флюорита.