Fosfatli xomashyolarni boyitish

1.1.2. Fosfatli xomashyolarni boyitish. Fosfatli rudalardan tarkibida fosfor tutgan minerallarni va bekorchi jinslarni maksimal darajada ajratish uchun ularni ham birlamchi qayta ishlanadi (masalan, elanadi va yuviladi), ham asosiy flotatsiyalashda – ikkilamchi boyitiladi.
Donador toshsimon rudalarda turli miqdordagi fosfatli moddalar tutgan turlicha kattalikdagi donachalar tuproq, qum kabi bekorchi jinslar bilan aralashgan holda bo’ladi. Tuproq va qum singari bekorchi mayda jinslar elash yoki yuvish orqali ajratiladi. Bunda oz miqdordagi fosfatli moddalar tutgan 0,5 mm dan mayda zarrachalar ajratiladi. Qolgan material tarkibida 22-25% gacha P2O5 bo’ladi. Ko’p hollarda qoldiq sinflar bo’yicha ajratiladi va fosfat miqdori eng ko’p bo’lgan mahsulotning u yoki bu (masalan, +10 yoki –25 + 1 mm li sinfdagi) fraktsiyasi olinadi. Bu rudaning donadorlik tarkibi yoki ulardagi P2O5 va qo’shimchalar miqdori bo’yicha farqlanadigan bir necha fraktsiyalari (kontsentratlar) ga bog’liqdir. Xuddi shunday tarzda chig’anoqli fosforit rudalarini birlamchi boyitiladi. Masalan, tarkibida hammasi bo’lib 5-10% P2O5 bo’lgan past navli Maardu rudasini ezish va maydalash – asosiy minerallarning amaliy klassifikatsiyasi, tarkibida 26-27% P2O5 bo’lgan –0,5 + 0,25 mm li va tarkibida 25-25,5% P2O5 bo’lgan –0,074 mm li sinflarda fosfatlarning to’planishi bilan sodir bo’ladi.
Apatit-nefelinli ruda va qatlamli fosforitli ruda (masalan, Qoratog’) ham turli darajadagi yiriklikdagi zarrachalarda fosfat minerallarining har xil tarkibda bo’lishi bilan tavsiflanadi [7].
Apatit-nefelinli rudani tanlab maydalanishi va 1 mm li elakda elanishi natijasida tarkibida 36-37% P2O5 bo’lgan kontsentrat olinadi. Ammo bunda P2O5 ning kontsentratga ajratib olish darajasi 50% dan oshmaydi [7].
Birlamchi kontsentratlar yoki yuvilgan fosforitlar ishlab chiqarish uchun ham, flotatsiyalash yo’li bilan ikkilamchi boyitishdan oldin rudani dastlabki ajratish uchun ham fosforitli rudalarni birlamchi quruq yoki ho’l boyitiladi. AQShda tarkibida ~15% P2O5 tutgan Florida fosforit rudalari ho’l elash va gidroseparatsiyalash orqali uchta sinfga ajratiladi. Tarkibida 30-40% P2O5 tutgan ~1,3-1,4 mm o’lchamli zarrachalardan iborat yirik fraktsiya va tarkibida 34-35% P2O5 tutgan 0,25-1,3 mm zarrachali o’rta fraktsiya mahsulot sifatida olinadi. Qo’shimchalarning asosiy massasi to’plangan 0,25 mm dan kichik bo’lgan mayda fraktsiya flotatsiyali boyitiladi va tarkibida 34-35% P2O5 tutgan konsentrat olinadi. Bunda rudadagi 65-70% gina P2O5 mahsulotga ajratib olinadi, qolgan fosfatlarning uchdan bir qismi quyqum va chiqindilar shaklida yo’qotiladi. Yuqori konsentratsiyali Tenessi koni rudalari to’g’ridan-to’g’ri boyitilmasdan ishlatiladi, past navli rudalar esa navlarga ajratish va yuvish orqali boyitiladi.
Respublikamizda Qizilqum fosforit konsentratlari va Qozog’iston Respublikasidan olinadigan Qoratog’ fosforit konsentratlari ishlatiladi. MDH mamlakatlarida Xibin apatit konsentratlari; Qoratog’, Yegorev va Kingisepp flotatsiyali fosforit konsentratlari; Vyatsk, Yegorev, Aktyubinsk, Maardu, Kursk va Bryansk yuvilgan fosforitlari hamda birlamchi fosforit konsentratlari va boshqalar ishlatiladi. Har bir fosforit rudasini boyitish tarkibidagi qo’shimchalar va fosfatlarni ajratib olish darajasiga muvofiq holda o’ziga xos xususiyatga egadir.
«Qoratog’» kombinatida yuqori sifatli rudani quruq maydalash yo’li bilan ham, kambag’al fosforitli rudani boyitish orqali ham kislotali qayta ishlash uchun fosfatli xomashyo ishlab chiqariladi. Bunda xattoki fosforit tarkibida 23,3% P2O5 va 3,6% MgO bo’lganda ham mavjud boyitish usullari orqali tarkibida 27,9% P2O5 va 2,45% MgO bo’lgan flotatsiyali konsentrat olinadi. Bundan tashqari, Qoratog’ fosforitlarini boyitish – ma’lum miqdordagi xomashyo yo’qotilishi bilan bog’liq qimmatbaho jarayondir. Flotatsiyali konsentratdagi 1 t P2O5 ning tannarxi boshlang’ich rudani quruq maydalashdan olinadigan fosforit uniga nisbatan 2,5-3 marta qimmatdir. Flotatsiyalashda boyitiladigan rudadan P2O5 ning mahsulotga ajralish darajasi 63-65% ni tashkil etadi, ya’ni boyitish jarayonida 35% fosfatli modda yo’qotiladi. Boyitish fabrikasining tarkibida 16-18% P2O5 va 4-6% MgO tutgan chiqindisi ishlatilmaydi.
Fosforitlarni boyitishda ularga termik ishlov berish usuli ham ishlatiladi. Bunda fosforitlar 400-800°C da ishlov berilishi natijasida undagi karbonatlar parchalanadi, fosforit zarrachalarining strukturasi qisman o’zgaradi, bu esa ularning keyingi kislotali ishlov berilishida o’z samarasini beradi.
Fosforitlarni kimyoviy boyitishda ko’p miqdordagi kislota sarf bo’lishi, suyultirilgan va tashlab yuboriladigan eritmalar hosil bo’lishi va ma’lum miqdordagi fosfatli moddalarning eritmaga o’tishi hisobiga yo’qotilishi sababli amalda joriy etilmagan. Lekin, fosfatlarni qisman parchalash va flotatsiyali boyitish orqali kambag’al fosforitlarni dastlabki kimyoviy qayta ishlash iqtisodiy jihatdan samarali hisoblanadi.
Fosfor va fosfor o’g’itlarinin ishlab chiqarishda xom ashyo sifatida fosforit va apatitlardan foydalaniladi. Fosforitlar va apatitlar o’zining tarixiy paydo bo’lishi bilan farqlanadi. Fosforitlar cho’kma tog’ jinislariga kirib, ular yer ostida qatlam shaklida uchrab tarkibida qum va boshqa kimyoviy birikmalar bilan kulrang, jigarrang, mayda yoki yirik tosh holatda uchraydi. Bular: qatlamli fosforitlar, jelvakli fosforitlar, zernistniy fosforitlar, rakushechniy fosforit turlarga bo’linadi.
Apatitlar esa kam uchraydigan minerallardan bo’lib, ular vulqon natijasida hosil bo’lib, magmatik tog’ jinislariga kiradi. Apatitlarning asosiy minerallari 3Ca3(PO4)2 CaF2- ftorapatit, gidroksilapatit 3Ca3(PO4)2 Ca(OH)2, xlorapatitlardan 3Ca3(PO4)2 CaCI2 iborat. Fosforitlarning asosiy minerali esa bu trikalsiyfosfat xisoblanadi.
Apatitning katta zaxiralari Rossiyadagi Xibin koni, Kitay, Afrika, va Braziliya davladlarida uchraydi.
Fosforitlarning yer yuzidagi zapasi 76 davladta hisobga olingan, shulardan 65,328 mln t fosforitli va 5259 mln t apatili rudalar bor ekanligi aniqlangan. Bularning ichida fosforitlarga boy yirik xom ashyo zaxiralariga ega bo’lgan davlatlar AQSh, Afrika, Marokko, Qozog’iston, Tunis, Aljir, Kitoy va osiyoning bazi davlatlarida mavjud. O’zbekistonda esa fosfat xom ashyosining katta zaxirasi bu Qizilqum fosforit koni bo’lib, uning yer maydoni 65 km2 va u zernistniy fosforit turkimiga kiradi. Kimyoviy va fizik kimyoviy taxlil natijalariga ko’ra Qizilqum fosfat xom ashyosi asosan ftorkarbonatapatit va kal’tsit minerallaridan tashkil topgan. Bundan boshqa Qozag’iston respublikasining Aqtube oblastida fosforit zaxirasining yirik koni joylashgan bo’lib u jelvakli fosforit turkimiga kiradi. Fosforit rudasining asosiy qismi fosforli o’g’itlar ishlab chiqarishda metallurgiyada va tekstil sanotinda qo’llaniladi.
Qizilqum fosfat xom ashyosini nitrat va xlorid kislotalarining suyultirilgan eritmalari, kalsiy va magniyning nitratli nordon eritmalari bilan kimyoviy usulda boyitish orqali fosforit tarkibidagi P2O5 miqdorini oshirish va kalsiy modulini kamaytirish bo’yicha bir qancha ilmiy izlanishlar olib borilgan. Ularning asosiy kamchiliklari yuqori ko’piklanish, ko’p miqdorda eruvchan tuz eritmalari hosil bo’lishi va shu eritmalar bilan P2O5 ning yo’qolishi hisoblanadi, chunki karbonatlarni 100% ajratib olishga erishish mumkin emas.
Markaziy Qizilqum (MQ) fosfat xomashyosidan karbonatlarni va termokonsentratidan kalsiy oksidini chumoli va sirka kislotalarning suyultirilgan eritmalaridan foydalanish amaliy jihatdan qiziqish uyg’otadi, chunki ular fosfat mineralini amaliy jihatdan parchalamaydi (Namazov Sh.S., Beglov B.M., Seytnazarov A.R.). Ammo sirka va chumoli kislotalari bizda kam miqdorda ishlab chiqarilganligi sababli, yirik hajmdagi fosforit konsentrati olish uchun yetarli emas. Ikkinchidan, boyitish jarayonida katta hajmdagi past konsentratsiyali kalsiy formiati va atsetati eritmalari hosil bo’ladi, ularni qayta ishlash talab etiladi. Undan tashqari, organik kislotalar juda qimmat.
Bizning sharoitda MQ fosforitlarini kimyoviy boyitishning amalga oshirish mumkin bo’lgan yo’li – konsentrlangan nitrat kislotasidan foydalanish, keyinchalik kalsiy nitratni organik erituvchi – etanol yordamida ajratib olish hisoblanadi. Ushbu usulning afzalligi sarflanadigan reagent – etanolni qayta tiklash va uni texnologik siklga qaytarish, shu orqali tayyor mahsulotga oson qayta ishlanadigan kalsiy nitratining konsentrlangan eritmasini olishning sodda tizimidan iborat. P2O5 ning suyuq fazaga yo’qolishini bartaraf qilish uchun bo’tqa ajratishdan oldin ammiak bilan neytrallanadi, natijada eruvchan fosfor dikalsiyfosfatga o’tgan holda fosfokonsentrat tarkibida qoladi. Reagent sifatida HNO3 tanlashning asosiy mezonlari: yetkazib berish osonligi, arzon xom ashyo bazasining mavjudligi, kalsiy nitratining qishloq xo’jaligida bevosita zarurligi hisoblanadi. Ilmiy-texnik adabiyotlarda karbonatli fosforitlarni nitrat kislotasi bilan boyitish, keyinchalik bo’tqadan kalsiy nitratni etanol yordamida ajratib olish bo’yicha ma’lumotlar mavjud emas.
|