معالجة الصخور الفوسفاتية
المؤلف:
GEORGE T . AUSTIN
المصدر:
SHREV ‘ S CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES
الجزء والصفحة:
ص 461
27-9-2016
3619
معالجة الصخور الفوسفاتية
يجري في فلوريدا تعدين الفوسفات الصخرية ، الصلبة والحصوية . وتوجد الفوسفات الصخرية الصلبة على شكل عقيدات وجلاميد في جيوب غير منتظمة ، ولكن استثمارها محدود . توجد الرواسب الحصوية الأكثر امتداداً والأرخص تعديناً تحت غطاء صخري أو ترابي بثخانة 6 م تقريباً ، ولكن أهميتها الفوسفاتية منخفضة جداً بالنسبة للمعالجة الاقتصادية . تبلغ ثخانة الرواسب الحصوية نفسها ، التي تدعى بمادة الترابط Matrix ، من 3 الى 9 م . وتتركب هذه المادة من مواد غروية طينية ، وسليكا ، وربل ، وحصى فوسفاتي . تتروج حجوم الحصى من 1 الى 27 ملم .
يزال الغطاء ويقلب الى حفرة منجمية معدة سلفاً . وتزيل خطوط السحب التي تعمل كهربائيا مادة الترابط وتلقيها في منطقة محفورة . وتعمل المرشات الهيدرولية على تفتيت الطين في مادة الترابط وتجرفه الى مضخة السحب ، حيث ينقل عبر الانابيب عن طريق مضخات رملية الى مصنع التحسين benefication plant ( الصورة 1 - 1 ) .
اكتشفت في تنيسي Tennessee أربعة نماذج من الصخور الفوسفاتية ، العقيدية ، والزرقاء ، والبيضاء ، والبنية . ويجري تعدين الصخور البنية فقط في الوقت الحاضر ، باستخدام الطرق الجافة في حفرة مكشوفة . يختلف الغطاء الترابي الى حد كبير ويتراوح عمقه من 1.8 - 2.4 م . ومع ان الصخور الفوسفاتية تترسب اصلا في طبقات افقية ، الا انها في الحقول الغربية خضعت للانثناء ، والتصدع ، والارتفاع بتأثير التشوهات التي لحقت بالقشرة الارضية ونتبه العروق الصدعية .
قد تحتوي الصخور على ما يقرب من 75 % من فوسفات الجير العظمية bone phosphate of lime ، ولكنها بسبب مزجها بمادة جدارية ، فان نسبة فوسفات الجير العظمية BPL تقارب 70 % ( الجدول 1- 1 ) . وتحتوي الصخور على رطوبة بنسبة 4 - 5 % بسبب بنيتها اللينة الى حد ما . ويجري تعدينها عادة بطرق تحت ارضية .
تحتوي الصخور الفوسفاتية في الولايات الغربية في اي مكان على كمية تتراوح من 50 - 200 غ من اليورانيوم في كل طن متري منها . ويتبع اليوم لاسترجاع اليورانيوم من الصخور الفوسفاتية معالجة معقدة ومكلفة هي المعالجة الرطبة بحمض الفوسفور ، وبعد المعالجة بحمض الكبريت ينتقل اليورانيوم الى المحلول وبعد الترشيح ، نعثر على جرم اليورنيوم في الرشاحة الحمضية . يسترجع بعضه بتقنية التبادل الأيوني . ويستخلص من الصخور ايضاً ناتجان ثانويان قيمان هما الفلور والفاناديوم
الصورة 1 - 1 . مخطط انتاج تحسين الصخور الفوسفاتية في فلوريدا .
في المنطقة الحصوية في فلوريدا لم تسترجع في البداية إلا الصخور الفوسفورية الخشنة ، ذات المحتوى العالي من فوسفات الجير العظمية ، وهدرت الدقائق الخام التي تحتوي على نسبة متدنية من الفوسفات . في العشرينات ، بدأ عمل تجريبي لتطوير معالجة طفو الزبد التي تزيد من فوسفات الجير العظيمة في الدقائق الناعمة أو مادة الترابط الخام من 40 % الى 66 أو 68 % على الأقل . وكثيراً ما تطلق على هذا الإجراء تسمية التحسين beneficiation ، وتظهر الصورة 1-1 إحدى المعالجات الناجحة التي تستخدم في الوقت الحاضر . تتزايد أهمية العمليات التي طورت لتحسين المردود ، لأن رواسب الصخور الفوسفاتية من النوعية الجيدة ومن المعادن الأخرى سوف تستنفذ . لا تقدم هذه العمليات ناتجاً من درجة أعلى ، لكنها تيح استخلاص كميات أكبر ، ذات فائدة ، وتستخدم حتى في حالة ناتج منخفض السعر كالصخور الفوسفاتية .
تستقبل مادة الترابط المستخرجة من الرواسب الحصوية الفوسفاتية في فلوريدا في مصنع التحسين على شكل روبة slurry . وهناك تغسل لإزالة الطين والجزيئات الناعمة . يفصل الناتج الحصوي أكبر من + 16 mesh ويرسل للتخزين في صناديق كناتج صالح للتسويق . أما المادة الناتجة والأقل من – 16 mesh فينتزع طينها بإعصارات مائية hydrocyclones لإزالة مادة – 150 mesh ، وتكون بصورة رئيسية من الطين . تصنف تغذية الشبكة – 16 الى 150 فوق مناخل مائلة ثابتة . يعالج القسم بين – 16 و 24 كما نرى في الصورة 16-1 ، للحصول على إنتاج حلزوني مركز . وهذه عملية طفو القشرة التي تستخدم حلزونات هامفري Humphrey spirals . تفصل دائرة طفو الزبد الى اطواف floats ناعمة وخشنة عند Mesh 35 الامر الذي يتيح استرجاعاً اجمالياً اكبر من الاجزاء الاكثر خشونة. وتضاف مساعدات الطفو كالأحماض الدهنية المصبنة ( قشادات الصابون ). تعالج الركازات الخشنة الى حد ابعد بخطوة طفو اخرى باستخدام عامل طفو اميني . وتحمل الركازة النهائية 72 - 78 % من فوسفات الجير العظمية .
الجدول 1- 1 . الصخور الفوسفاتية المباعة او المستخدمة من قبل المنتجين في الولايات المتحدة ، بالصنف والولاية في عام 1981 (( الاف الاطنان المترية والاف الدولارات ) .
|
فلوريدا وكارولاينا الشمالية
|
تنيسي
|
|
الصنف (محتوى BPL * % )
|
صخور
|
محتوى
P2O5
|
القيمة
|
صخور
|
محتوى
P2O5
|
القيمة
|
|
دون 60
|
79
|
17
|
1274
|
698
|
170
|
5732
|
|
60-66
|
5553
|
1585
|
171443
|
681
|
187
|
11669
|
|
66-70
|
25727
|
7962
|
639586
|
-
|
-
|
-
|
|
70-72
|
2984
|
967
|
90303
|
-
|
-
|
-
|
|
72-74
|
2761
|
929
|
102219
|
-
|
-
|
-
|
|
أكثر من 74
|
1371
|
477
|
60015
|
-
|
-
|
-
|
|
الإجمالي
|
38475
|
11938
|
1064839
|
1379
|
357
|
17401
|
|
الولايات الغربية
|
إجمالي الولايات المتحدة
|
|
دون 60
|
1783
|
445
|
16999
|
2560
|
632
|
24005
|
|
60-66
|
907
|
250
|
14243
|
7140
|
2022
|
197354
|
|
66-70
|
1614
|
506
|
46353
|
27341
|
8468
|
685939
|
|
70-72
|
1368
|
443
|
52599
|
4353
|
1410
|
142902
|
|
72-74
|
-
|
-
|
-
|
2761
|
929
|
102219
|
|
أكثر من 74
|
-
|
-
|
-
|
1371
|
477
|
60015
|
|
الإجمالي
|
5672
|
130194
|
130194
|
45526
|
13939
|
121243
|
* BPL %1 (فوسفات الجير العظمية أو فوسفات ثلاثي الكلسيوم) = P2O2 %0.458
تحتوي النفاية على نسبة صغيرة فقط من خامة الفوسفات وتجري الى منطقة النفايات. وتبين الصورة 1- 2 مخطط توازن المواد لتعدين وتحسين الصخور الفوسفاتية؟ ويمكن انتاج ما معدله 4.7 طناً في ساعة العمل .
الصورة 1 - 2 . مخطط توازن المواد من اجل الصخور الفوسفاتية في فلوريدا . يقدر انسياب المواد بالطن المتري سنوياً .
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
