Фосфоритная руда что это

Обогащение фосфоритных руд

Краткая характеристика фосфоритных руд и требования к концентратам

Фосфоритные руды, наряду с апатитовыми, являются основным сырьевым источником фосфора. Наиболее крупные запасы их сосредоточены в России, Казахстане, Эстонии США и Марокко. Среднее содержание P₂O₅ в рудах наших месторождений составляет около 13 %, тогда как в США оно равно 15—32 %, а в Марокко — 29—34 %.

Фосфориты являются горной породой. Фосфатное вещество в них представлено соединением типа αCa3(PO₄)₂ • βCaF₂ × γCaCO₃, содержащим 33—36 % P₂O₅. В желваковых фосфоритах оно цементирует (часто вместе с карбонатами, органическими примесями и оксидами железа) отдельные конкреции (размером до 5— 10 см), состоящие из кварца, глауконита, глинистых и других нефосфатных минералов, и рассеянные во вмещающих породах (песке, глауконите, меле, глине, известняке и др.).

В зернистых и ракушечных фосфоритах, наоборот, фосфатизированные мелкие галечки и ракушки цементируются нефосфорным глинисто-железистым, силикатным или карбонатным цементом. В зависимости от характера последнего руды называют фосфоритным песчаником или фосфатизированным известняком.

В пластовых фосфоритах сплошная массивная порода фосфатизирована тонкими зернами фосфатного вещества с фосфатно-карбонатным и фосфатно-кремнистым цементом. Фосфориты состоят в основном из фосфата, карбонатов (кальцита, доломита) и халцедона. Глауконит встречается очень редко.

Кондиции на получаемые в результате обогащения фосфоритов концентраты зависят от характера их последующего использования.

Концентраты, используемые для получения фосфоритной муки (в качестве удобрения на кислых почвах), должны содержать не менее 20—29 % P₂O₅; для производства желтого фосфора — 24—25 % P₂O₅; для кислотной переработки (с получением суперфосфата, нитрофоса, аммофоса и др.) — 24,5—28 % P₂O₅; для производства обесфторенных фосфатов — 23—26 % P₂O₅; кальциево-магниевых фосфатов — 27—28 % P₂O₅ и термофосфатов — 24—26 % P₂O₅.

Фосфатные концентраты, поставляемые разными странами на международный рынок, имеют высокое содержание фосфата и низкое содержание вредных примесей (Fe₂O₃, Al₂O₃, MgO, CO₂). Концентраты с содержанием P₂O₅ ниже 30 % на международный рынок практически не поступают и перерабатываются на фосфорную кислоту и минеральные удобрения вблизи места производства. К ним предъявляют следующие требования: P₂O₅ — до 31,1 %; CaO — 45 %; Fe + Al — 3,5 %; MgO — до 0,4 %; нерастворимый остаток — до 10—15%.

Технологические процессы обогащения фосфоритных руд

Основными методами обогащения фосфоритных руд являются промывка, разделение в тяжелых суспензиях и флотация. К перспективным методам переработки и обогащения фосфоритов относят термическую обработку и магнитную сепарацию.

Для промывки фосфоритных руд применяют в различных сочетаниях аппараты трех типов: барабанные мойки (бутары и скрубберы), грохоты (вибрационные, неподвижные, дуговые сита) и корытные мойки или классификаторы (спиральные, гидравлические или в виде промывочных башен) в замкнутом цикле с молотковыми дробилками.

Обогащению в тяжелых суспензиях подвергаются обычно только крупные классы исходной руды, а флотации — шламы гравитационного обогащения и тонковкрапленные руды.

Трудности флотационного обогащения при этом обусловлены:

При отсутствии в руде карбонатов щелочно-земельных металлов разделение фосфорита силикатной породы из обесшламленного материала может быть осуществлено или прямой анионной флотацией фосфорита или обратной флотацией силикатов аминами (0,2—0,5 кг/т) с небольшой добавкой крахмала. Шламы присоединяются к фосфоритному концентрату.

Наличие в пульпе глауконита нарушает избирательность флотации фосфорита, поскольку глауконитовые шламы депрессируют фосфорит, а фосфоритовые шламы активируют глауконит. Эффективное обогащение кварцево-глауконитовых фосфатизированных песков достигается посредством применения предварительной магнитной сепарации руды, обеспечивающей выделение слабомагнитного глауконита в отдельный продукт. Селективная флотация необесшламленных глинисто-глауконитовых фосфоритных руд (например, Егорьевского месторождения) возможна также после предварительного обжига крупнокусковой руды при температуре 700— 1000 °С, в процессе которого фосфорит переходит в минеральные формы с кристаллической структурой апатита и более высокой флотационной активностью при сохранении низкой флотируемости минералов породы: кварца и глауконита.

Обжиг фосфоритных руд осуществляется с целью решения одной или нескольких следующих задач:

За рубежом обжиг фосфоритных руд применяют для доводки концентратов (например, во Флориде и Северной Каролине). Применение кальцинирующего обжига широко развито в Северной Африке. На наших предприятиях обжиг фосфоритных руд пока не нашел промышленного применения.

Большое разнообразие типов и технологических особенностей фосфоритных руд привело к многообразию технологий их переработки. В тех случаях, когда руда достаточно богата, ограничиваются лишь ее дроблением, сушкой и рассевом (например, в Марокко), либо обеспыливанием (Иордания), или обесшламливанием (Тунис, Рио-де-Оро). В других случаях используют довольно сложные комбинированные схемы, включающие промывку и флотацию (США, Сенегал), промывку и обжиг (Алжир), магнитную сепарацию и флотацию (Южная Америка) и другие комбинированные схемы.

Обогащение желваковых фосфоритов

Желваковые фосфориты в России представлены рудами Егорьевского, Вятско-Камского, Полпинского, Чилисайского и некоторых других месторождений. Характерной особенностью желваковых фосфоритов является избирательная их дезинтеграция и это используется в технологии их первичного обогащения. Руды, отличающиеся высоким содержанием глины, дезинтегрируются при промывке в гравиомойках (или бутарах), затем обезвоживаются на грохотах при одновременной классификации по 5—0,3 мм. Размер зерна устанавливается таким образом, чтобы получить кондиционный концентрат. Однако это оказывается возможным только при высоком содержании Р₂О₅ в исходной руде.

Гораздо чаще это невозможно из-за сложного минерального состава, тонкого взаимопрорастания фосфата и железосодержащих минералов, наличия глинистых веществ. Получение кондиционных концентратов требует дополнительного обогащения мытой руды с применением флотации, магнитной сепарации, термических воздействий и др.

Крупный и мелкий концентраты основной флотации, содержащие 8—40 % силикатов, промывают серной кислотой для десорбции собирателя и подвергают флотации при pH 6,8—7,5 со смесью катионных собирателей, что позволяет получать камерным продуктом концентрат, содержащий 32—36 % Р₂О₅ при извлечении Р₂О₅ 92—98 % от операции.

Высокое содержание полуторных оксидов (Fe₂O₃ и Al₂O₃) в мытом концентрате фосфатных руд России не позволяет использовать его для производства растворимых удобрений. Например, для производства нитроаммофоски содержание двухвалентного железа не должно превышать 0,5 %. При этом флотацию мытого концентрата вследствие отрицательного влияния шламов и водорастворимых соединений (гипса) осуществить невозможно. Предварительное выделение шламов вызывает большие потери Р₂О₅ (более 30 %), а высокая концентрация солей жесткости приводит к большим расходам реагентов.

Принципиальное улучшение флотации фосфоритов было достигнуто предварительной термической обработкой. В результате обжиг-флотационного обогащения мытого концентрата получается продукт, пригодный для производства растворимых удобрений. Однако реализация такой технологии в промышленности требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат.

Более эффективной в технико-экономическом отношении является технология переработки мытой руды с применением магнитной сепарации и флотации, основанная на следующих положениях:

Предложенная технологическая схема обогащения, включающая промывку, магнитную сепарацию и флотацию (рис. 7.3), обеспечивает получение двух продуктов — концентрата для серно-кислотного разложения и фосфоритной муки.

Рис. 7.3. Технологическая схема обогащения с получением высококачественного концентрата и фосфоритной муки с применением магнитной сепарации и флотации мытой руды

Обесшламленная немагнитная фракция флотировалась сульфатным мылом и керосином в присутствии соды и жидкого стекла.

Обогащение пластовых фосфоритов

Примером пластовых фосфоритов являются фосфориты Каратауского бассейна (Казахстан), характеризующиеся сложным минеральным составом, тонким взаимопрорастанием фосфатов, доломита, кальцита, халцедона и кварца и склонные к шламообразованию.

Данные особенности вещественного состава пластовых фосфоритов и близость физико-химических и флотационных свойств минералов предопределяют трудности их обогащения.

Из предложенных схем флотационного обогащения наиболее эффективной является схема карбонатно-фосфатной флотации (рис. 7.4)

Рис. 7.4. Принципиальная схема селективной флотации фосфоритовых руд Каратау

Технология позволяет получать кондиционные концентраты для химической переработки, но характеризуется высокими энергетическими затратами.

Предложенная технология термомеханического обогащения, предусматривающая обжиг дробленой руды (-25 мм) при температуре 950 °С, оттирку обожженной руды в шаровой мельнице и двукратное обесшламливание в классификаторах, является еще более энергоемкой и дорогой.

Резкое снижение затрат на обогащение достигается применением комбинированной гравитационно-флотационной схемы (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Комбинированная гравитационно-флотационная схема обогащения фосфоритов Каратау

Гравитационно-флотационная схема характеризуется не только достаточно высокими технологическими показателями обогащения, но и выгодно отличается по технико-экономическим показателям, позволяя дешевым методом извлекать 50 % полезного компонента. В этом случае на более дорогой передел — флотацию, которая проводится в стандартном режиме (см. рис. 7.4), поступает лишь 40 % материала. Для обогащения отдельных типов фосфатных руд бассейна Каратау показана принципиальная возможность применения комбинированной схемы, включающей дополнительно фотометрическую сортировку крупных классов руды (-200 + 25 мм).

Обогащение ракушечниковых фосфоритов

Примером ракушечниковых фосфоритов являются руды Прибалтийского фосфоритоносного бассейна.

Более простой минеральный состав, обособленность зерен фосфата и кварца при достаточном их размере, невысокое содержание карбонатов, глинистых веществ и существенные различия физико-химических свойств разделяемых минералов предопределяют достаточно эффективное обогащение этих руд при применении сравнительно простых технологических схем и режимов.

Технологическая схема, разработанная для кингисеппских фосфоритов (рис. 7.6), состоит из двух циклов — анионного и катионного.

Рис. 7.6. Принципиальная схема селективной флотации фосфоритовых руд Кингисеппа

Концентрат, полученный из кингисеппских руд (6—7 % Р₂О₅), при катионной доводке обрабатывается серной кислотой после предварительного обесшламливания и направляется на флотацию с катионным собирателем. Камерный продукт катионной флотации, содержащий 34— 35 % Р₂О₅ при извлечении 71—72 %, объединяется со шламами, образуя конечный концентрат с содержанием 31—33 % при извлечении 87—90 %.

Если, наоборот, основную флотацию проводят с катионным собирателем и фосфориты остаются в хвостах, то их сгущают, добавляют жидкое стекло для депрессии фосфоритов и флотируют карбонаты талловым маслом или другими техническими мылами и продуктами.

Источник

Описание фосфорита. Свойства фосфорита. Применение фосфорита

Среди многочисленных земных пород встречаются камни темного и серого цвета, источающие неприятный запах фосфора – это фосфориты. Они представляют собой осадочную породу, содержащую соединения фосфата кальция.

Общая формула фосфорита: ЗСа₃(РО₄)2*СаСО₃*Са (ОН, F)₂ (содержание P₂O₅ не менее 8%). Помимо фосфата кальция в состав породы входят фториды, гидроксиды, фосфор, а так же минералы: доломиты, кальциты, халцедоны, глаукониты, железистые и глинистые минеральные соединения.

Описание и свойства

Название «фосфорит» произошло от греческого слова «фосфорос» — что значит несущий свет и связано с наличием фосфора в составе. Цвет породы может быть: белым, красным, бардовым, коричневым, серым, черным. Обычно окраска распределена по минералу неравномерно.

Форма неровная. Находится фосфорит в песке, глине и органическом материале, часто выступая в виде «цемента». Часто образуются большие залежи этой органической породы – пласты, где в качестве примеси выступает песок и органические остатки. Запах специфический, напоминает жженые кости.

Происхождение природного фосфорита биолитическое, так как в составе породы находятся остатки скелета живых организмов (раковины, кости, панцири) и продукты их жизнедеятельности.

Свойства фосфоритов весьма разнообразны. Поэтому выделяют следующие типы месторождений:

Наличие в составе фосфора и минеральных веществ оказывает влияние на физико – химические свойства породы, особенно на растворимость и плотность. Частички фосфорита являются аморфными и или зернистыми (0,2 – 1 мм). Твердость варьируется от средней до высокой по шкале Мооса.

Для установления того, что горная порода действительно является фосфоритом, проводят химические реакции. Для проверки понадобится 10% азотная кислота и порошок молибденевокислого аммония (формула: ( NH₄)₂MoO₄)).

На взятый кусочек породы в стеклянной или керамической посуде помещают пинцетом порошок, а затем капают азотной кислотой. Если в образце присутствует P₂O₅ 1,2% и выше, то через несколько минут появится яркое оранжевое окрашивание. Оно обусловлено образованием осадка фосфорно – молибденовокислого аммония.

Чтобы избежать ошибки при определении из-за наличия на поверхности карбонатов и других органических примесей, испытание проводят с небольшим количеством измельченной породы. Помещают на фосфорную подставку или лист растения. Если все реакции проведены правильно и без нарушений, то можно достоверно определить есть ли в породе соединения с фосфором, а следовательно является ли образец фосфоритом.

Месторождения и добыча

Фосфориты располагаются чаще всего в земле пластами, толщиной от нескольких сантиметров до двадцати метров. Добывается чаще всего совместно с глиной, песком, землёй и другими горными породами.

Месторождения фосфоритов находятся на больших глубинах океана, добыча происходит с помощью специальных установок. Глубина может достигать 200-450 м. Помимо глубин, раскопки производятся на побережьях и в истоках крупных водных источников.

Россия является крупнейшим добытчиком фосфорита в мире

Пласты с породой находятся на расстоянии нескольких метров от поверхности, а глубина достигает сотен метров. Часто помимо одной породы фосфоритов, находятся залежи апатита, доломитов, кальцитов, глины и кремнезема. Страны, добывающие фосфориты: США, Чили, Перу, Россия (входит в пятерку лидеров), Аргентина, Южная Африка, Япония и острова в Индийском океане.

Пятерка лидирующих стран по фосфоритам: США, Китай, Морокко, Россия, Тунис. Объем залежей в одном месторождении колеблется от 2 до 15 тонн на один квадратный километр. Фосфориты в России распространены в таких областях, как: Смоленская, Ярославская, Курская, Брянская, Калининградская (кингисеппский фосфорит), Воронежская.

Большие запасы в Мурманском регионе, около 69% и Якутии 32%. – это основные центры добычи. Более мелкие производства можно встретить в Республике Татарстан (сердюковское).

Добыча фосфоритов в России составляет около 90% от всей в мире. В последние годы в этой сфере проходит ряд модернизаций, по уменьшению времени добычи и сокращения потерь, но существуют и проблемы, которые еще предстоит решить.

Зачастую, залежи фосфоритов находятся рядом с апатитовыми, и тогда их добывают параллельно. Апатиты – это минералы класса фосфатов (формула: Ca₁₀(PO₄)₆(OH,F,Cl)₂.). Цвет: от зеленого до голубого. На свету апатиты почти прозрачны. Используется для получения фосфорных удобрений, фосфорной кислоты, в производстве керамики и стекла, а так же в металлургии.

Применение фосфорита

сть несколько основных путей реализации породы. Первый, это изготовление фосфорных удобрений, так называемых суперфосфатов и аммофосов. Они применяются в сельском хозяйстве для:

Так же фосфориты используют для получения фосфоритной муки (около 440т в год). Так же для получения соединений фосфора (например: фосфорита кальция, кальция фосфата, фосфорит минералов и т.д.).

В составе фосфорита находятся останки, раковины и скелеты древних живых существ

При переработке фосфоритов получают высокий выход серной и фосфорной кислоты в промышленных масштабах, для этого были оснащены специализированные цехи с новейшим передовым оборудованием.

Там, где добывают фосфориты, обычно располагаются и заводы по их переработки. Среди крупнейших предприятий по переработке следует отметить: ОАО “Фосфорит-Портстрой”; ОАО “Апатит”, ОАО “Ковдорский ГОК” и ОАО “Фосфорит”. Произведенное компаниями сырье идет на Российские рынки и Европейские.

Цена фосфорита

Чем больше процентное содержание фосфорных соединений, тем стоимость становится выше. Помимо содержания учитываются примеси (песок, камни, остатки скелета животных и т.д.), а так же район нахождения породы.

Минеральные удобрения из фосфоритов (суперфосфаты) стоят 750-1045 долларов за тонну. Здесь стоимость зависит от содержания других органических соединений и минеральных компонентов, а так же способа обработки. Чем качественнее удобрение, тем выше цена и наоборот.

В сельском хозяйстве применяют в основном двух и трех компонентные составы, не дорогие. А вот в выращивание декоративных растений, особенно прихотливых к грунту и концентрации удобрений, используются сложные многокомпонентные органические комплексы, стоимость которых существенно выше.

Источник

Фосфатные руды

Полезное

Смотреть что такое «Фосфатные руды» в других словарях:

Фосфатные руды — (a. phosphate ores; н. Phospjraterze; ф. phosphates, minerais phosphoreux; и. minerales fosfaticos, menas de fosfato) природные минеральные образования, содержащие Фосфор в таких соединениях и концентрациях, при к рых их пром.… … Геологическая энциклопедия

ФОСФАТНЫЕ РУДЫ — ФОСФАТНЫЕ РУДЫ, содержат P2O5 от 2% (бедные руды) до 34% (богатые). Представлены фосфоритами и в меньшей степени апатитами. Мировые запасы около 180 млрд. т. Главные добывающие страны: Россия, США, Марокко, Тунис … Современная энциклопедия

ФОСФАТНЫЕ РУДЫ — представлены главным образом фосфоритами и в меньшей степени апатитами. Содержание Р2О5 в рудах от 2 6 до 25 34%. Мировые запасы фосфатных руд ок. 180 млрд. т (1990). Главные добывающие страны: Российская Федерация, Казахстан, Эстония, США,… … Большой Энциклопедический словарь

фосфатные руды — представлены главным образом фосфоритами и в меньшей степени апатитами. Содержание Р2О5 в рудах от 2 6 до 25 34%. Мировые запасы около 180 млрд. т. Главные добывающие страны: Россия, Казахстан, Эстония, США, Марокко, Тунис, Того. * * * ФОСФАТНЫЕ… … Энциклопедический словарь

фосфатные руды — представлены фосфоритовыми (фосфориты) и апатитовыми (апатиты) рудами. Используются гл. обр. для производства минеральных удобрений. Месторождения апатитов связаны с изверженными и метаморфическими породами, образуются преимущественно в… … Географическая энциклопедия

ФОСФАТНЫЕ РУДЫ — представлены гл. обр. фосфоритами и в меньшей степени апатитом. Содержание Р2О5 в рудах от 2 6 до 25 34%. Мировые запасы ок. 180 млрд. т. Гл. добывающие страны: Россия, Казахстан, Эстония, США, Марокко, Тунис, Того … Естествознание. Энциклопедический словарь

Агрономические руды — (a. agronomic ores, fertilising ores; н. agronomische Erze; ф. minerais agronomiques; и. fertilizantes minerales) природные минеральные образования, являющиеся сырьём для произ ва минеральных удобрений или используемые для улучшения почвы … Геологическая энциклопедия

Уран (элемент) — У этого термина существуют и другие значения, см. Уран. 92 Протактиний ← Уран → Нептуний … Википедия

Союз Советских Социалистических Республик — Cоветский Cоюз занимает почти 1/6 часть обитаемой суши 22 403,2 тыс. км2. Pасположен в Eвропе (ок. 1/4 терр. страны Eвропейская часть CCCP) и Aзии (св. 3/4 Aзиатская часть CCCP). Hac. 281,7 млн. чел. (на 1 янв. 1987). Cтолица Mосква. CCCP … Геологическая энциклопедия

Источник