عنوان پایان‌نامه
فرآوری کانسنگ فسفات کربناته با استفاده از روش فلوتاسیون
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن -فرآوری موادمعدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64456
- تاریخ دفاع
- ۱۱ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- آیسان رمادی
- استاد راهنما
- محمد نوع پرست, سیدضیاء الدین شفائی تنکابنی
- چکیده
- مطالعات انجام شده بر روی ذخایر فسفات در مقیاس جهانی نشان می دهد منابع سنگ فسفات جهان، مرتبط با کشورهایی نظیر مراکش، چین، ایالات متحده آمریکا، آفریقای جنوبی، روسیه، اردن و استرالیا می باشد. طبق آمار منتشر شده، کشور چین با متوسط تولید 97 میلیون تن خاک فسفات در سال 2013، اصلی ترین تولید کننده خاک فسفات در جهان است. عمده ذخایر فسفات رسوبی ایران در بخش جنوب غربی کشور قرار دارند و کانسار فسفات کوه لار که در حدود 50 کیلومتری شمال شهرستان گچساران و 17 کیلومتری جنوب شرق دهدشت قرار دارد با 81 میلیون تن خاک فسفات، جزء بزرگترین ذخایر کانسار فسفات رسوبی در ایران محسوب می شود. تا سال 2007 میلادی به دلیل قیمت پایین کنسانتره فسفات و با توجه به روش استخراج زیر-زمینی، پایین بودن میزان عیار (9% P2O5) و نیز هزینه های بالای کانه آرایی، قیمت تمام شده کنسانتره فسفات بالاتر از میزان فروش آن در بازار جهانی بوده و به همین دلیل توجیه فنی اقتصادی برای آن وجود نداشت. اما با توجه به بالا رفتن قیمت کنسانتره در سال های اخیر، طرح های گذشته مجددا مورد بازنگری قرار گرفت. در سال های اخیر تلاش های زیادی به منظور پرعیار سازی خاک فسفات در ایران و کشور های همجوار که دارای ژنز فسفات رسوبی مشابه ایران هستند انجام شده است اما علی رغم کلیه مطالعات صورت گرفته و استفاده از روش های گوناگون به منظور پرعیار سازی خاک فسفات و رسیدن به عیار مطلوب و قابل فروش (کنسانتره 32% P2O5)، در بخش صنعتی همچنان مشکلات اساسی در فرآیند کانه آرایی و میزان هزینه های آن وجود دارد چرا که ایجاد نرمه، عیار پایین فسفات (عیار 12%-9% P2O5) و نیز رفتار نزدیک کانی فلوئور آپاتیت، کربنات کلسیم و سیلیس، سبب پایین آمدن میزان بازیابی در حین فرآیند های فرآوری می شود که در نتیجه با توجه به هزینه های بالای استخراج به روش زیرزمینی، استحصال این ماده معدنی را از صرفه اقتصادی خارج می سازد. در این پایان نامه بررسی هایی جهت فرآوری کانسنگ فسفات کربناته کوه لار در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. جهت حذف ناخالصی های همراه و پرعیار سازی نمونه مورد نظر، آزمایش های متعددی از جمله مطالعات کانی شناسی(XRD)، آنالیز شیمیایی، مطالعات میکروسکوپی، تعیین درجه آزادی، تعیین اندیس کار، تعیین زمان بهینه خردایش جهت رسیدن به درجه آزادی مناسب، بررسی روش های فیزیکی مانند روش های ثقلی از جمله آزمایش های میز لرزان، آزمایش های مغناطیسی، کلسیناسیون، اسکراب و سایش، آزمایش های نرمه گیری توسط هیدورسیکلون و تست های فلوتاسیون صورت گرفت. مطالعات میکروسکوپی نشان داد که درجه آزادی نمونه مورد نظر100 میکرون (150 مش) است. به دلیل شباهت خواص سطحی کانسنگ اصلی (آپاتیت (کلوفان)) و باطله (کلسیت)، آزمایش های فلوتاسیون مستقیم برای این خاک مناسب نبوده و آزمایش های فلوتاسیون معکوس با شناور سازی کربنات و بازداشت فسفات بهترین نتایج را حاصل نمود. انجام آزمایش های فلوتاسیون معکوس در بهینه ترین شرایط به کمک بازداشت کننده استیک اسید و فسفریک اسید و به نسبت 1/2 و همچنین با استفاده از کلکتور اسید اولئیک در شرایط 6 = pH باعث بالا رفتن عیار تا میزان 5/15% P2O5و میزان بازیابی 46/81% به طور همزمان شد که از لحاظ صنعتی، اقتصادی می باشد. بنابراین می توان چنین اظهار داشت که مطالعات صورت گرفته بر روی خاک فسفات کم عیار مربوط به کوه لار نشان می دهد که تولید کنسانتره فسفات (با عیار 32%-30% P2O5) با توجه به هزینه بالای کانه آرایی آن و استفاده از چندین روش به صورت تلفیقی که به دلیل رفتار مشابه کانی های فلوئور آپاتیت، کربنات کلسیم و سیلیس می باشد، پایین آمدن میزان بازیابی در تولید محصول نهایی را سبب می شود. از طرف دیگر به دلیل حجم بسیار بالای مصرف کلکتور ها و بازداشت کننده های استفاده شده در فرآیند های فلوتاسیون و غیر قابل فروش بودن ترکیبات همراه (By Products) خاک کم عیار کوه لار و با توجه به بازیابی کم با وجود مطالعات آزمایشگاهی فراوان، تصمیم بر آن شد تا با استفاده از تکنولوژی های جدید بتوان تولید اسید فسفریک با استفاده از خاک های کم عیار (تا 15% P2O5) را امکان پذیر ساخت. کلمات کلیدی: کانسار فسفات کوه لار، عیار 9% P2O5، فلوتاسیون معکوس، اسید اولئیک، فسفریک اسید.
- Abstract
- Scientific studies about world phosphate resources denote that countries such as Morocco, China, USA, South Africa, Russia, Jordan and Australia are top holders of phosphate reserves in the entire world. According to official statistics, China with the average production of 97 million tons phosphate was the major producer in 2013. The crucial sedimentary phosphate reserves are situated in south western parts of Iran and Lar Mountains with 81 million tons of phosphate rock consist the largest phosphate deposits of Iran that is located about 50 kilometers from the nearest Gachsaran and 17 kilometers south east of dehdasht city. Until 2007 for many reasons such as: Low phosphate price, underground mining method, the low grade phosphate deposits (P2O5=9%), the higher cost of beneficiation process, Phosphate price collapse in international markets, there wasn’t economic viability for phosphate operations in Iran. But due to the increase of phosphate price in recent times, feasibility studies were reviewed again; numerous studies have done for sedimentary phosphate concentration in Iran and adjacent countries. But despite all the studies and use of different methods in order to concentration of phosphate in the industrial stage, there are fundamental problems in mineral processing and operation costs. These problems include of: low grade phosphate deposits (10-12% P2O5); Low recovery of process which resulted in similarity of chemical Properties of Fluorapatite, calcium carbonate and silica which provide non-economic feasibility study for phosphate project in Iran. Several experimental methods were done in order to phosphate deposits processing in Lar Mountains. In accordance with removal impurities and concentration of representative sample, a variety of experiments were performed that include: 1) Mineralogical and X-ray Diffraction studies. 2) Chemical analysis. 3) Microscopic Studies. 4) Determination of degree of liberation. 5) Determination of work index. 6) The optimum time crushing determination to achieve degree of liberation. 7) Evaluation of physical methods such as gravity methods including shaking table tests, the magnetic tests, Calcination, Scrubbing and abrasion, Disliming by hydrocyclones and flotation tests. Microscopic studies denote that degree of liberation in Lar deposits is about 100 ? (150 Mesh). Due to the similar surficial characteristics of Fluorapatite and Calcium carbonate (Calcite), direct flotation not appreciated. With reference to the above mentioned it can be stated that with the aid of reverse flotation by carbonate flotation and phosphate depressant by the ratio of 1 to 2 respectively, and the use of Oleic acid as a collector in acidic conditions (Ph=6), garnered the best results and the average grade of 15.5 % P2O5 are being provided. Total recovery of process 81.46% was estimated. Therefor it can be stated that, studies on low grade phosphate deposits demonstrate that the declining rate of recovery will be made due to the high cost operation and using multiple methods, similar mineralogical behavior of calcium carbonate, Fluorapatite, silica and low recovery of process. On the contrary, phosphate concentrate production faced with so many problems. The highest consumption of collectors and depressant reagents in flotation methods, Valueless byproducts and low recovery of process. despite the numerous experimental studies illustrate that using new technologies for phosphoric acid production from low grade deposits should be placed on the agenda. Key words: Lar phosphate deposits, 9% P2O5, Reverse flotation, Oleic Acid, Phosphoric Acid.
