Phosphatgestein ist die Sammelbezeichnung für wirtschaftlich nutzbare Phosphatmineralien, hauptsächlich Apatit und Phosphatgestein. Gelber Phosphor, Phosphorsäure, Phosphid und andere Phosphate finden Verwendung in der Medizin, der Lebensmittelindustrie, bei Streichhölzern, Farbstoffen, Zucker, Keramik, im Verteidigungsbereich und weiteren Industriezweigen.
Erzeigenschaften und Mineralstruktur
In der Natur sind etwa 120 phosphorhaltige Mineralien bekannt. Als industriell genutzte phosphorhaltige Mineralien sind jedoch hauptsächlich Phosphatminerale in Apatit und Phosphatgestein zu finden. Apatit [Ca₅(PO₄)₃(OH,F)] ist ein Mineral, dessen Hauptbestandteil Calciumphosphat ist. Es trägt verschiedene Namen aufgrund der enthaltenen Elemente wie Fluor und Chlor. Gängige phosphorhaltige Mineralien sind: Fluorapatit, Chlorapatit, Hydroxyapatit, Carbonapatit, Fluorcarbonapatit, Carbonhydroxyapatit usw. Der theoretische Gehalt an P₂O₅ liegt zwischen 40,91 und 42,41 %. Die zusätzlichen Anionen F⁻, OH⁻, CO₃²⁻ und O⁻ im Phosphatgestein können einander ersetzen, und es existieren viele isomorphe Komponenten, wodurch sich die chemische Zusammensetzung des Minerals stark verändert.
Typische chemische Zusammensetzung von Apatit
- Chemische Bestandteile 2.GehaltAnwendungsbereiche und IndexanforderungenPhosphatgestein wird hauptsächlich als Rohstoff für Phosphorsäuredünger und verschiedene Phosphorverbindungen verwendet und findet breite Anwendung in der chemischen Industrie, der Medizin, der Pestizidherstellung, der Leichtindustrie und der Rüstungsindustrie.VerarbeitungstechnologieAufbereitung und Reinigung
Phosphatgestein lässt sich in siliziumhaltiges, kalkhaltiges und Silizium-Kalzium-Gestein unterteilen. Zu den Begleitmineralien zählen hauptsächlich Quarz, Feuerstein, Opal, Kalzit, Feldspat, Glimmer, Kalkstein, Dolomit, Seltene Erden, Magnetit, Ilmenit, Limonit usw. Die Flotation ist das wichtigste Aufbereitungsverfahren für Apatit.
Das technologische Prinzipverfahren umfasst im Wesentlichen: Flotation + Magnetscheidung kombiniert, Mahlen + Klassieren + Flotation, Stufenmahlen + Stufentrennung, Rösten + Aufschluss + Klassieren.
Öl-Wasser-Verbundkühlung, vertikaler Ring, Hochgradienten-Magnetabscheider
Verarbeitung von Phosphatverbindungen in Phosphatdüngemitteln
Die Herstellung von Phosphatdünger dient der Umwandlung von Phosphatmineralien in pflanzenverfügbare Phosphate durch Aufbereitung, Hochtemperaturbehandlung und Synthese. Ammoniumphosphat ist ein hochwirksamer Mehrnährstoffdünger, der aus Phosphorsäure in Ammoniakwasser hergestellt wird. Gelber Phosphor wird durch Erhitzen von mit Quarzsand und Koks vermischtem Phosphatgestein bei 1500 °C in einem Elektroofen gewonnen. Phosphorsäure kann auf zwei Arten hergestellt werden: durch Schwefelsäureextraktion und durch Peroxyverbrennungsabsorption.
Veredelungsbeispiel
Die Feinheit der Eisenerzrückstände in Hebei beträgt -200 Mesh (63,29 %), der Gesamteisengehalt (TFe) liegt bei 6,95 % und der P₂O₅-Gehalt bei 6,89 %. Eisen liegt hauptsächlich als Eisenoxid (z. B. Limonit, Eisensilikat, Magnetit) in Form von durchgehenden Einschlüssen vor. Phosphorhaltige Minerale sind vorwiegend Apatit, Gangartminerale (z. B. Quarz, Feldspat, Calcit) sind eng mit den Phosphormineralen verbunden. Ziel der Untersuchung ist die Selektion verschiedener eisenhaltiger Minerale mittels Magnetscheidung. Dabei reichert sich Apatit in den magnetisch separierten Rückständen an.
Entsprechend den Eigenschaften der Proben wird das Aufbereitungsverfahren wie folgt festgelegt: Das ausgewählte Rohmaterial – 200 Mesh mit einer Feinheit von 63,29 % – wird zu einer 30%igen Suspension verarbeitet, und das kontinuierliche magnetische Eisen wird mittels des schwachen Magnetfelds CTB4000GS selektiert. Die Rückstände werden mittels des vertikalen Rings 0,5 T schwach magnetisch Eisenoxid- und Eisensilikatmineralien selektiert.
Prozessablauf des Magnetscheidungstests zur Eisenentfernung aus phosphorhaltigen Eisenerzrückständen
Die eisenhaltigen Phosphor-Eisenerz-Rückstände wurden zweimal einer Vor- und einer Nachtrennung unterzogen, wobei sich aus dem magnetischen Material kein geeignetes Eisenkonzentrat gewinnen ließ. Der Phosphorgehalt im Phosphor-Grobkonzentrat stieg von 6,89 % auf 10,12 %, die Phosphorausbeute betrug 79,54 % und die Eisenabscheidungsrate 75,83 %. Vergleichstests mit unterschiedlichen Feldstärken (0,4 T, 0,6 T und 0,8 T) zeigten, dass die niedrige Feldstärke von 0,4 T zu einem zu hohen Eisengehalt im Phosphor-Grob- und Feinkonzentrat führte, während die hohe Feldstärke von 0,8 T erhebliche Phosphorverluste im magnetischen Material verursachte. Die Wahl geeigneter Magnetscheidungsbedingungen trägt zur Verbesserung der Aufbereitungseffizienz der Flotation von niedriggradigem Phosphatgestein bei.
Umfang der Dienstleistungen im Bereich der Mineralaufbereitungstechnologie
Leistungsspektrum des Huate Mineral Processing Engineering Design Institute
①Analyse gängiger Elemente und Nachweis metallischer Werkstoffe.
②Aufbereitung und Reinigung von nichtmetallischen Mineralien wie z. B. Englischem, Langstein, Fluorit, Kaolinit, Bauxit, Blattwachs, Baryrit usw.
③ Die Aufbereitung von schwarzen Metallen wie Eisen, Titan, Mangan, Chrom und Vanadium.
④ Mineralaufbereitung von schwach magnetischen Mineralien wie schwarzem Wolframerz, Tantal-Niob-Erz, Granatapfel, elektrischem Gas und Schwarzerde.
⑤ Umfassende Nutzung von Sekundärrohstoffen wie verschiedenen Abraumhalden und Hüttenschlacken.
⑥ Es gibt die Erzmagnetisierung, die Schwermetallaufbereitung und die Flotations-Kombinationsaufbereitung von Eisenmetallen.
⑦Intelligente Sensorsortierung von metallischen und nichtmetallischen Mineralien.
⑧ Halbindustrieller kontinuierlicher Selektionstest.
⑨ Verarbeitung von Ultrafeinpulvern wie Materialzerkleinerung, Kugelmahlen und Klassierung.
⑩ EPC-Schlüsselfertigprojekte wie Brechen, Vorsortieren, Mahlen, Magnetscheidung (Schwergut, Flotation), Trockenflossenverfahren usw.
Veröffentlichungsdatum: 30. März 2022