الكسارة الدوارة
أنواع الكسارات الدوارة: تُستخدم الكسارات الدوارة في الصناعة منذ…
الفلوريت (CaF₂) هو مورد معدني غير معدني ذو أهمية استراتيجية وطنية، ويستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الكيميائية الفلورية، وعلم المعادن، والطاقة الجديدة، وتكنولوجيا المعلومات. وبناءً على المعادن المصاحبة، تُصنف خامات الفلوريت إلى أربعة أنواع رئيسية: من نوع الكوارتز، ومن نوع الكالسيت، ومن نوع الباريت, ، وأنواع التعايش متعدد المعادن. ومن بينها،, خام الفلوريت من نوع الكوارتز وهو أكثر أنواع الفلوريت انتشارًا ويتمتع بتقنية معالجة أكثر نضجًا. يحلل هذا المقال بشكل منهجي عمليات المعالجة وأنظمة الكواشف وممارسات الإنتاج الحديثة الخاصة بخام الفلوريت من نوع الكوارتز، مما يوفر مرجعًا مفيدًا للعاملين في هذا المجال.
يتشكل خام الفلوريت من النوع الكوارتزي عندما تتسرب السوائل الحرارية المائية الحاملة للخام وتملأ الشقوق الموجودة في الصخور السيليسية، ثم يتبع ذلك التبريد والتبلور. ويتكون الخام بشكل أساسي من الفلوريت (CaF₂) والكوارتز (SiO₂), ، مع وجود كميات ضئيلة من الكالسيت والباريت والكبريتيدات. واعتمادًا على محتوى الفلوريت، يمكن تقسيمه إلى خام الفلوريت من نوع الكوارتز عالي الجودة (يصل محتوى الفلوريت إلى حوالي 85%) و خام الفلوريت من نوع الكوارتز منخفض الجودة (يتراوح محتوى CaF₂ عادةً بين 20% و45%).
تمتلك الصين موارد وفيرة من الفلوريت من النوع الكوارتزي، حيث تُنتج كميات كبيرة منه في جيانغشي، ومنغوليا الداخلية، وهينان، وشانشي، ومقاطعات أخرى. وبالمقارنة مع خام الفلوريت من النوع الكالسيتي، فإن يُعد الفصل بالطفو لخام الفلوريت من نوع الكوارتز أسهل نسبيًا, ، مما يجعلها المادة الخام الرئيسية لإنتاج الفلوريت حالياً.
على الرغم من أن تكنولوجيا تكرير خام الفلوريت من نوع الكوارتز قد بلغت مرحلة نضج نسبي، إلا أن التحديات التالية لا تزال قائمة:
1. حجم الجسيمات الناشر دقيق – يتطلب طحنًا مكثفًا
في بعض خامات الفلوريت من النوع الكوارتزي، يكون الفلوريت والكوارتز منتشرين بشكل دقيق، حيث تكون بعض حبيبات الفلوريت الدقيقة محاطة بمعادن غير مفيدة مثل الكوارتز والفلسبار. وهذا يتطلب طحنًا كافيًا لتحرير المعادن بالكامل. ومع ذلك، فإن الإفراط في الطحن قد يتسبب في تكوّن مادة لزجة من الفلوريت، مما يؤدي إلى تدهور عملية التعويم.
2. يعد تقليل نسبة السيليكا في المركز المهمة الأساسية
مفتاح تنقية خام الفلوريت من نوع الكوارتز هو تقليل نسبة السيليكا في المركز. ونظرًا لاختلاف الفلوريت والكوارتز في قابلية الطفو، يجب أن يضمن مخطط المواد الكيميائية والعملية تخفيض محتوى SiO₂ في المركز النهائي إلى ما دون 1% مع الحفاظ على نسبة استرداد عالية للفلوريت.
3. انخفاض كفاءة الطفو عند درجات الحرارة المنخفضة
تتميز أدوات تجميع الأحماض الدهنية التقليدية (مثل حمض الأوليك) بانخفاض قابلية الذوبان وأداء التجميع عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤدي إلى تدهور مؤشرات التعويم في فصل الشتاء، لا سيما في المناطق الشمالية.
يُعد الطحن الخطوة الأولى والأهم في عملية التعويم للفلوريت من نوع الكوارتز. وبناءً على خصائص التشتت، تنقسم عمليات الطحن بشكل أساسي إلى نوعين:
عادةً ما تتبع مخطط العمليات التعدينية لخام الفلوريت من نوع الكوارتز نهجًا “عملية تخشين واحدة – عمليات تنظيف متعددة – عملية إزالة البقايا”التكوين"، مع إرجاع النتائج المتوسطة مرتبةً حسب الترتيب. ويبلغ عدد مراحل التنقية عادةً من 5 إلى 8, ، اعتمادًا على خصائص الخام ومتطلبات المنتج.
أمثلة على مخططات العمليات النموذجية:
يُعد معالجة المواد المتوسطة الحجم عاملاً حاسماً يؤثر على الأداء المعدني. وتشمل الأساليب السائدة حالياً ما يلي:
كربونات الصوديوم (Na₂CO₃) هو المُعدِّل الأكثر استخدامًا لقيمة الأس الهيدروجيني (pH)، وعادةً ما يتم استخدامه بجرعة تبلغ 1000–2000 غرام/طن. فهو لا يقتصر على تعديل درجة الحموضة في اللب لتصبح بيئة قلوية (pH 8–9) فحسب، بل يعمل أيضًا على تشتيت المواد اللزجة وترسيب الأيونات الضارة.
سيليكات الصوديوم (الزجاج المائي) وهو المثبط الأكثر أهمية في عملية التعويم للفلوريت من النوع الكوارتزي. وتتمثل آليته في الامتصاص الانتقائي على سطح الكوارتز، مما يجعله ماءً، وبالتالي يتم تثبيطه.
النقاط الرئيسية لاستخدام سيليكات الصوديوم:
بالنسبة لخامات الفلوريت من النوع الكوارتزي التي تحتوي على معادن شوائب أخرى مثل الكالسيت،, المهدئات المركبة هي أمور ضرورية. على سبيل المثال، استُخدم في خام الفلوريت من نوع الكوارتز عالي الكالسيوم مزيجًا من سيليكات الصوديوم والتانين (S-217) وهيكساميتافوسفات الصوديوم لفصل الفلوريت عن الكالسيت بفعالية.
أجهزة تجميع الأحماض الدهنية وهي العناصر الأساسية في عملية التعويم بالفلوريت، وتشمل:
في السنوات الأخيرة، أصبح استخدام المثبطات المركبة أكثر انتشارًا. فعلى سبيل المثال، استُخدم في خام الفلوريت من نوع الكوارتز مثبط مركب تمت صياغته باستخدام سيليكات الصوديوم، وحمض الإيثيلين ديامين تيتراميثيلين الفوسفونيك، والكوردلان بنسبة محددة. واستخدمت دراسة أخرى JK-3 وسيليكات الصوديوم كمثبط مركب. تعتمد المثبطات المركبة على الآثار التآزرية بين عدة كواشف لتحسين أداء التثبيط والانتقائية بشكل ملحوظ.
تبلغ نسبة CaF₂ في الخام 44.70%، مع وجود الكوارتز باعتباره المادة الشوائبة الرئيسية. عند درجة طحن تبلغ 65% تمر عبر فتحة 0.074 مم، باستخدام كربونات الصوديوم كمعدّل، وسيليكات الصوديوم كمثبط، وحمض الأوليك كمجمع، فإن مخطط التدفق في الدائرة المغلقة لـ “عملية تخشين واحدة، ست عمليات تنظيف، وإعادة المواد المتوسطة حسب الترتيب”أنتجت مركزًا من الفلوريت بدرجة نقاء CaF₂" 98.02% والتعافي 90.98%, ، حيث تبلغ درجة SiO₂ 0.76% فقط.
يبلغ محتوى CaF₂ في الخام 41.58%، مع تباين في حجم التوزيع. باستخدام مجمع مركب (صابون البارافين المؤكسد + أوليات الصوديوم) وـ إعادة طحن الحبيبات المتوسطة عالية الجودة في هذه العملية، أسفرت مخطط العملية المكون من “طحن خشن أحادي المرحلة – عملية تخشين واحدة – عمليتا تنقية – ست عمليات تنظيف” عن إنتاج مركز فلوريت بدرجة نقاء CaF₂ 97.12% والتعافي 91.10%.
يحتوي الخام على 29.36% من CaF₂ و49.58% من SiO₂ فقط. عند درجة طحن تبلغ 85% تمر عبر فتحة 0.074 مم، باستخدام كربونات الصوديوم كمعدّل، وسيليكات الصوديوم كمثبط، وحمض الأوليك الصناعي كمجمع، فإن مخطط العمليات لـ “عملية تخشين واحدة – عمليتا إزالة البقايا – خمس عمليات تنظيف”أنتجت مركّزًا من فئة CaF₂" 97.23% والتعافي 87.16%.
يستخدم هذا الخام الطحن المرحلي – الفصل المرحلي العملية: الطحن في المرحلة الأولى للحصول على تركيز 65% الذي يمر عبر شبكة 200، ثم إعادة الطحن في المرحلة الثانية لمركزات التنقية الأولى للحصول على تركيز 90% الذي يمر عبر شبكة 200. وباتباع مخطط عملية يتألف من “مرحلة تخشين واحدة، ومرحلة تنقية واحدة، وست مراحل تنقية”، بلغت درجة نقاء المركزات 97.41% مع معدل استرداد عن طريق التعويم يبلغ 94.02%.
لمعالجة الصعوبات المتعلقة بالطفو في فصل الشتاء في المناطق الشمالية، يتم باستمرار تطوير مجمعات جديدة مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. على سبيل المثال، حقق المجمع المقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة DW-1، الذي تم تطويره داخليًّا، عند درجة حرارة 6 درجات مئوية، باستخدام مخطط عملية “مرحلة تخشين واحدة، ومرحلة تنقية واحدة، وست مراحل تنظيف”، تركيزًا من الفلوريت بدرجة نقاء CaF₂ 98.37% والتعافي 80.12%.
تقترح تقنية حصلت مؤخرًا على براءة اختراع “الطفو المباشر – الطفو العكسي”مخطط العمليات المدمج"، الذي يستخلص كلًّا من مركزات الفلوريت ومركزات الكوارتز، مما يضمن أن تكون درجة نقاء مركزات الفلوريت ≥97% ومعدل الاستخلاص ≥95%.
بالنسبة لخامات الفلوريت من النوع الكوارتزي التي تحتوي على كميات كبيرة من المعادن المغناطيسية،, التركيز المسبق المغناطيسي يمكن إزالة المعادن المغناطيسية قبل عملية التعويم. أما بالنسبة للخامات التي تحتوي على نسبة منخفضة من المعادن المغناطيسية، فإن عملية التعويم المباشر تكفي.
تشمل الأولويات المستقبلية لتخصيب خام الفلوريت من نوع الكوارتز تطوير عالية الكفاءة وصديقة للبيئة التقنيات الخضراء للحد من التكاليف والتأثير على البيئة.
يتمتع خام الفلوريت من النوع الكوارتزي، باعتباره أكثر أنواع موارد الفلوريت انتشارًا، بتقنيات معالجة راسخة. مع عمليات طحن سليمة، ومخططات تدفق للطفو مُحسَّنة، وأنظمة دقيقة لاستخدام الكواشف, ، فمن الممكن تمامًا الحصول على مؤشرات عالية الجودة بدرجة نقاء CaF₂ تزيد عن 97% ومعدل استرداد يزيد عن 90%.
تُظهر العديد من ممارسات الإنتاج في جيانغشي وغرب هينان ومنغوليا الداخلية وشانشي أن سيليكات الصوديوم + مجمعات الأحماض الدهنية لا تزال تشكل نظام الكواشف الأساسي لعملية التعويم باستخدام الفلوريت من نوع الكوارتز؛ وتطبيق المجمعات المركبة و المهدئات المركبة يعمل باستمرار على تحسين كفاءة الفصل؛ و طحن المراحل و إعادة طحن الحبيبات المتوسطة التصدي بفعالية للتحديات التي تواجه عملية تحرير الخامات المتناثرة بشكل دقيق.
مع تزايد ندرة موارد الفلوريت عالية الجودة، سيصبح التطوير والاستغلال الفعالان لخامات الفلوريت من نوع الكوارتز منخفضة الجودة مسارًا حيويًّا لضمان إمدادات الفلور في الصين. وسيوفر الابتكار المستمر في تكنولوجيا التخصيب دعماً قوياً للاستغلال النظيف والفعال لهذا المورد المعدني الاستراتيجي.
English English 
Spanish
Russian
Arabic
Swahili
French
Turkish
Portuguese
Korean
Japanese
German
Italian