Введение к работе
Актуальность работы
Высокая обеспеченность фосфатной промышлетгасти мира запасами сырья высокого качества предопределила подход к освоению месторождений, при котором гребоваши качества сырья диктуются переработчиками природных фосфатов. Такая структура взаимоотношений между производителями сырья и переработчиками оправдывает сёбяпв техслучаях, когда имеющаяся сырь^ евая база способна удовлетворить высокие требования к качеству. В Красноярском крае в настоящее время складывается ситуация, когда неудовлетворенный спрос на фосфорные удобрения активизирует конъюнктуру рынка фосфатов и в то же время требования производителей удобрений не смогут быть удовлетворены из-за отсутствия запасов фосфатов общепринятого качества. Завоз же большого количества фосфатов в эти регионы нецелесообразен из-за высоких транспортных издержек.
В этой ситуации представляется целесообразным изменение подхода к оценке качества фосфатных месторождений и разработке технологии их освоения. Традиционный подход заключается в оптимизации схемы обогащения сырья по какому-либо критерию при ограничениях на качество концентрата, накладываемыми техническими требованиями потребителей концентрата. В работе предлагается иной подход, основанный на системной оптимизации технологического процесса, включающего обогащение и получение удобрения. Реализация такого подхода потребовала значительного изменения как технологии предварительной обработки, так и технологии получения конечного продукта.
Цель работы
Разработка технологии использования некондиционного фосфатного сырья Телекского и Татарского месторождений, включающей обогащение сырья и переработку концентратов в фосфорные удобрения.
Основная идея работы
Основная идея работы состоит в том, что задача обеспечения регионов Красноярского края фосфорными удобрениями в современных условиях может быть решена при реализации комплексной технологии обогащения и переработки упорного фосфатного сырья Телекского и Татарского месторождений. Требуемые технологические показатели обогащения могут быть достигнуты при использовании флотации таллактамом, модифицированной производными алкилдифосфоновых кислот, а также при оптимизации параметров обжита фосфорита. Наиболее рациональным методом переработки концентратов в данном случае является получение на районных фабриках органоминеральных удобрений на основе комбинированных добавок из окисленных бурых углей и растворимых солей.
Основные задачи исследований
Для достижения поставленной в работе цели потребовалось решить следующие задачи:
изучить влияние обжига на флотационные свойства минералов телекского фосфорита, а также на химическую активность фосфата, обосновать оптимальную температуру обжига;
изучить влияние добавок реагента ИБМДФК из класса аминопроизводньгх алкилдифосфоновых кислот на флотационные свойства минералов Телекского и Татарского месторождений;
изучить влияние добавок реагента ИБМДФК на сорбцию таллактама на минералах, а также на изменение форм сорбции;
изучить влияние добавок реагента ИБМДФК на свойства лигносульфонатов в условиях флотации таллактамом;
определить оптимальные реагентные режимы и схемы флотации телекского фосфорита и татарских апатитовых руд;
изучить активирующее действие добавок растворимых солей на процесс получения органоминералыюго удобрения из фосфатных концентратов и окисленного угля;
определить оптимальные рецептуры органоминеральных удобрений.
Методы исследований
В работе были применены следующие методы исследования технологических свойств, структуры и состава материалов:
прямые флотационные опыты для оценки флотируемости;
метод инфракрасной спектроскопии для анализа форм сорбции олеата;
метод электронной микроскопии для оценки сорбции лигносульфонатов;
метод электронного парамагнитного резонанса для изучения поведения активных центров при обжиге минералов;
метод ядерного магнитного резонанса для анализа форм сорбции таллактама.
Научная новизна
впервые изучено влияние реагента класса аминопроизводньгх дифосфоновых кислот (ИБМДФК) на процесс флотации минералов фосфатного сырья N-ацилировашшми аминокислотами (таллактамом);
впервые изучено влияние обжига на флотируемость телекского фосфата во взаимосвязи с его структурными показателями и концентрацией радикалов;
впервые изучено влияние добавок растворимых солей на процесс получения органоминералыюго удобрения из фосфатного концентрата и окисленного угля.
Основные защищаемые положения
- модифицирующее действие ИБМДФК при флотации фосфатно-карбонатного
минерального комплекса таллактамом более селективно, чем при флотации
карбоксильным собирателем, и определяется как влиянием на сорбцию и соотношение форм сорбции собирателя, так и влиянием на свойства дополнительного модификатора - лигносульфонатов;
рост флотируемое фосфатов при обжиге определяется не только степенью упорядоченности их структуры, но и количеством и составом парамагнитных радикалов, влияние которых на изменение флотируемости при обжиге тем выше, чем ближе к фторапатиту по составу и структуре исследуемый фосфат;
для низкокарбонатных телекских фосфоритов целесообразно снижение температуры обжига до 650-700 С, что обеспечивает повышение качества фло-токонцентрата при флотации таллактамом за счет предотвращения спекания;
введение в шихту органоминерального удобрения сульфатов калия и аммония позволяет повысить содержание лимоннорастворимого фосфора и отказаться от применения энергонапряженных измельчительных аппаратов;
технология обогащения и переработки концентратов для фосфоритов Телексного месторождения и собственно апатитовых руд Татарского месторождения.
Практическая значимость работы
По результатам исследований разработана комплексная технология обогащения и переработки упорных фосфоритов Телекского месторождения и бедных апатитовых руд Татарского месторождения в удобрения пролонгированного действия.
Предложения по комплексному освоению Татарского месторождения были использованы при формировании Концепции программы освоения Нижнего Приангарья в Красноярском крае.
Материалы диссертационной работы используются в учебном курсе "Технология горнохимического сырья" в Красноярской государственной академии цветных металлов и золота.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались на Всесоюзном совещании "Опыт геологогеофизического обслуживания горных предприятий в условиях хозрасчета и перехода к рыночной экономике" (Ленинград, 1991), на совещании "Дефекты в минералах и их роль в направленном изменении технологических свойств" (Новосибирск, 1992), на международной конференции "Редкоземельные металлы: переработка сырья, производство соединений и материалов на их основе" (Красноярск, 1995), на симпозиуме "Неделя горняка -97" (Москва, 1997).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 5 тезисов докладов на конференциях, 6 статей, 1 учебное пособие, 1 монография, получен 1 патент, подана 1 заявка на изобретение.
Объем и структура работы