СПОСОБ ПРОМЫВАНИЯ БЕДНЫХ ФОСФОРИТОВЫХ РУД

Изобретение относится к способу обогащения фосфоритов, которое может быть использовано в химической промыш-ленности, химической экологии и агропромышленном ком-плексе - в производстве удобрений.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе переработки фосфоритов с низким содержанием Р2О5 используется простая схема промывки, в которой сырье проходит стадии дробления, просеивания, перемешивания в моющем растворе и далее используется метод седимента-ции для выделения фосфоритового концентрата и отделения песка
Поставленная цель достигается тем, что новый способ основан на принципе нерастворимости фосфоритов и раз-личной скорости оседания компонентов руды, а также принципиально новой технологической схемой обогащения, созданием соответствующей среды для уменьшения скорости оседания фосфорита по сравнению с другими компонентами руды.

Изобретение относится к способу обогащения фосфоритов, которое может быть использовано в химической промышленности, химической экологии и агропромышленном комплексе - в производстве удобрений.
Способ позволяет обогатить бедные по содержанию фосфоритового ангидрида (Р2О5) фосфориты Каратагского месторождения Республики Таджикистан и выделенный фосфоритовый концентрат использовать для получения минеральных удобрений.
Способ позволяет выделять фосфоритовый концентрат путем дробления, просеивания, промывки, перемешивания и седиментации исходного сырья,
Прямого аналога настоящему способу нет. Все известные способы переработки и обогащения фосфоритов в зависимости от их минерального состава, примесей и структурно-текстурных особенностей, целей основаны на применение щелочей, кислот, термообработки и т.д.[1-4].
Техническая задача предполагаемого изобретения со-стоит в упрощении технологического процесса за счет исключения применения щелочей, кислот, высокотемпературной обработки фосфоритного сырья, что повышает производительность, экономичность и экологичность процесса.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе переработки фосфоритов с низким содержанием Р2О5 используется простая схема промывки, в которой сырье проходит стадии дробления, просеивания, перемешивания в моющем растворе и далее используется метод седиментации для выделения фосфоритового концентрата и отделения песка.
Предполагаемое изобретение позволяет обогатить фосфоритовые концентраты и довести содержание фосфор-
ного ангидрида до 35-40%.
Для опытов использованы фосфориты Каратагского месторождения, содержащие 4-7% Р2О5 - Фосфориты указанного месторождению по типу можно отнести к оолитово-зернистым, а по литогенетической разновидности - к глинисто-кремнистым, содержат песок, незначительное количество К2О и ряд микроэлементов (В, Mn, Mo, Co, Zn, Ag и др.).
Пробы сырья в количестве 100 граммов, в 10 порциях подвергалась обработке в лабораторных условиях:
Опыт 1. Природное сырьё измельчали и взвешивали до опыта, затем промывали водой. Это позволило отделить фосфорит от песка и других сопутствующих, растворимых в воде веществ и материалов. Промывание проводили не-сколько раз, до тех пор, пока в продукте не наблюдалось отсутствие песка. Оставшийся в стакане песок высушили на электрической плитке, а отфильтрованный фосфорит пере-носили в стеклянную посуду и положили в сушильный шкаф на сутки. После чего проводили повторное взвешивание посуды, песка и фосфорита.
Опыт 2. В этом опыте повторялась та же процедура, но промывка проводилась водяным паром.
Опыт 3. В этом случае процесс был такой же, как в опыте 1, но продувался диоксидом углерода.
Эти опыты были проведены для определения процесса разделения фосфоритной муки от песка и глины, т.к. основная компонента руды -фосфорит, т.е. Саз(Р04)2 в воде практически не растворяется, но имеет различные плотности. Результаты опытов показали, что наилучший выход достигается опытом 1, поэтому эти данные представлены в таблице 1.


Таблица 1
Результаты промывания фосфоритовой руды обычной водой




В последней графе таблицы под понятием примеси подразумеваются содержащиеся в минеральном сырье и растворимые в воде вещества, которые вымываются. Таким образом, наши исследования показали, что Каратагское месторождение в среднем содержит 8% фосфоритной муки, 81,5% песка и 10,5% примеси, включающие глину, растворимых в воде макро- и микроэлементов и следов других элементов, сопутствующих в фосфоритовых месторождениях.
Опыт 4. Этот опыт проводился так же, как опыт 1, но природное сырьё предварительно подвергалось механической обработке: измельчение, просеивание и промывание. Пробы сырья, подвергнутые механической обработке, освобождаются от имеющихся в нем грубых деревянных, каменистых и растворимых в воде грубых примесей.
Для улучшения выхода продукта в опыте 4 просеивание проводилось в сито размера 0,063 мм. Результаты показали, что в этом варианте выход фосфорита значительно увеличивается. Эти данные представлены в таблице 2, из которой следует, что после дополнительной обработки выход фосфорита из 8% увеличивается до 30,1%. Отметим, что эти данные в принципе согласуются с результатами, полученными Б.М. Здориком и бригадой АН СССР в 1932 г.


Таблица 2
Результаты обработки фосфоритсодержащего сырья после проведения механической обработки




Таким образом, на основании приведенных исследований можно заключить, что предварительным этапом очистки фосфоритов из местного минерального сырья должно быть предварительное дробление, просеивание и промывание исходного сырья.
Для определения размера и скорости оседания частиц был проведен седиментационный опыт.
Опыт 5. Брали по 20 г фосфоритной муки, измельчали и промывали несколько раз дистиллированной водой. Остатки песка, который оставался в составе фосфорной муки, оседал на дно стакана. Раствор с фосфорной мукой выпари-вали досуха. Из полученной фосфорной муки брали 5 г и добавляли в стакан с 800мл. воды. Затем с помощью торзионных весов определяли скорость оседания и радиус частиц различных фракций.
Результаты седиментационного анализа показали, что со временем масса осевших частиц уменьшается и после 335 секунды остается постоянной, а в анализируемой суспензии находятся частицы с радиусами 4,9-10-3 ÷ 1,5-10-3 см. По максимуму кривой распределения установлено, что частицы с радиусом 2,6-10-3 ÷ 4 1,9-10-3 см находятся в наибольшем количестве.
Опыт 5. Таким же образом был анализирован песок, отделенный от фосфоритной муки, который после интенсивного перемешивания в дистиллированной воде подвергался седиментационному анализу. Результаты показали, что в грубой суспензии песка находятся частицы с радиусом равным 2,6 ÷ 1,8 10-3см.
Результаты проведенных опытов указывают, что в суспензии фосфоритного сырья находятся частицы фосфоритной муки с размерами частиц 0,0015 ÷ 7-0,0049 см, а для песка размеры частиц составляют 0,0014- ÷ 0,0058 см. При этом скорость оседания частиц (1-фосфоритная мука, 2 - песок) в начальном периоде отличаются, что наглядно видно из фигуры 1.
Из фигуры 2 следует, что до 155 секунды песок и фосфоритная мука имеют разные скорости оседания, т.е. песок оседает быстрее.
Обобщением вышеприведенных опытов стала разработка принципиальной технологической схемы, приведенная на фиг.З, где учитываются все предусмотренные в лаборатории процедуры, а в качестве промывающего агента использовать проточную воду с незначительными добавка-ми смягчающих веществ.
Исходное сырье, поступая из бункера 1 в мешалку 4, измельчается и просеивается, промывается водой из емкости 2. Порция сырья регулируется затвором 3. Далее смесь достигает реактора 5, где перемешивается с помощью мешалки 6. Отстоявшийся песок на дне реактор после достижения определенного уровня высыпается через затвор 7 в ящик 8. Моющий водный раствор во время перемешивания с нерастворимыми фосфоритами с определенного фиксируемого уровня высоты реактора поступает в первую емкость 9 и далее, с верхних уровней емкостей, по ступенькам, - в другие емкости. На дне каждой емкости по нисходящему происходит осаждение фосфорита, а на последней набирается практически чистый моющий раствор, которого с помощью насоса 10 можно обратно использовать для промывки исходного сырья. Выпаривание суспензии фосфорита в емкостях можно производить путем прогрева, а вблизи место-рождения - в бассейнах, естественным образом.

1. Аскаров М.А., Хамидов Л.А., Ахтамов Ф.Э., Ра-химов С.Н. Основные методы и проблемы перера-ботки фосфоритовых руд. Ж. Горный вестник Уз-бекистана №4(23), Ташкент, 2005, стр. 49 - 52.
2. Патент РФ № 2174969, МПК С05В 11/06 от 20.10.2001.
3. Олейник Т.А., Скляр Л.В. Особенности обогащения фосфоритовых руд Украины. http://4kib.org/?p=191.
4. М.Е. Позин. Технология минеральных удобрений.