1. طريقة الفصل بالطفو لخام الكربونات والفلوريت،, تتميز بما يلي: يُستخدم سيليكات الصوديوم المحمض كمثبط للمعادن الكربونية، ويتم اتباع إجراء إضافة الكواشف على مراحل متعددة. يُحضَّر سيليكات الصوديوم المحمَّضة من سيليكات الصوديوم التجارية (m = 2.0–3.0)، التي يتم تخفيفها ثم تحمضها باستخدام حمض (حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك). نسبة التحمض هي سيليكات الصوديوم : الحمض = 1 : 0.1–2.0. ويبلغ التركيز الإجمالي لسيليكات الصوديوم بعد التحمض 0.1–10%.
2. طريقة الفصل بالطفو لخام الكربونات والفلوريت وفقاً للمطالبة 1،, تتميز بما يلي: وتتمثل الشروط الرئيسية للعملية في: مخطط تدفق للفلترة يتألف من مرحلة واحدة للتنقية الأولية وأربع مراحل للتنقية النهائية؛ ويتم طحن خام التغذية إلى حجم يبلغ حوالي 65% يمر عبر شبكة 200 (حوالي 40 ميكرومتر 40%)؛ كثافة العجينة تبلغ حوالي 30%؛ درجة حرارة عملية التعويم تتراوح بين 20 و30 درجة مئوية؛ المجمع هو حمض الأوليك أو حمض اللينوليك بجرعة تتراوح بين 100 و800 غ/طن؛ ويُضاف المثبط على مراحل في خطوات التصفية الأولية والتصفية النهائية، بجرعة 1000 غ/طن لكل إضافة.
3. طريقة الفصل بالطفو لخام الكربونات والفلوريت وفقًا للمطالبة 1 أو المطالبة 2،, تتميز بما يلي: وهي قابلة للتطبيق في فصل خامات الكوارتز عن الفلوريت.

طريقة الفصل بالطفو لخام الكربونات – الفلوريت

ينتمي هذا الاختراع إلى مجال فصل المعادن، ويتعلق على وجه الخصوص بعملية الفصل بالطفو والمواد الكيميائية المستخدمة في معالجة خامات الفلوريت ذات المحتوى العالي من الكربونات.

في صناعة تكرير خام الفلوريت، لطالما شكّل فصل الفلوريت عن المعادن الكربونية مثل الكالسيت مشكلة صعبة بسبب تشابه قابليتهما للطفو. تكشف براءة الاختراع الألمانية الشرقية رقم 157446 عن طريقة تستخدم مادة «كورديسين O» (حمض N-ميثيل أسيلامينو كربوكسيليك) كمجمع لفصل الفلوريت والكالسيت، مما ينتج عنه مركز فلوريت يحتوي على CaF₂ بنسبة 97.3% وCaCO₃ بنسبة 1.1%. كما تم عرض هذه الطريقة بالتفصيل في المؤتمر الدولي الخامس عشر لمعالجة المعادن. وتتمثل خصائصها في: مخطط تدفق بسيط (مرحلة تخشين واحدة، وثلاث مراحل تنقية)، والطفو في وسط قلوي ضعيف (pH = 8)، والتنفيذ التقليدي. ومع ذلك، عندما يكون محتوى الكالسيت في الخام أعلى من محتوى الفلوريت، تكون قابلية تطبيق هذه الطريقة ضعيفة، كما تفرض هذه العملية متطلبات صارمة على دقة الطحن.

يتمثل الهدف من هذا الاختراع في اختيار مواد فعالة لتقليل محتوى الكالسيت والشوائب الأخرى، واعتماد عملية تحسين لتقليل المحتوى، وبالتالي تحقيق فصل عالي النقاء لخامات الكربونات والفلوريت — لا سيما الخامات التي يكون فيها محتوى الكالسيت أعلى من محتوى الفلوريت — باستخدام مخطط تدفق بسيط لعملية التعويم وظروف معالجة تقليدية.

تُظهر نواتج التحلل المائي لسيليكات الصوديوم، وهي H₄SiO₄ وH₂SiO₃ وHSiO₃⁻ وSiO₂ الغروي، تأثيرات مثبطة على الكالسيت والكوارتز والمعادن الأخرى، بينما تعزز في الوقت نفسه نشاط رغوة التعويم. وعندما يتم تحمض سيليكات الصوديوم باستخدام حمض، تتسارع عملية تحسين أشكال هذه المنتجات وتكثيف آلية عملها. وبالاستفادة من هذه الخاصية الكيميائية المميزة لسيليكات الصوديوم المحمض، تُستخدم عملية تعويم تعتمد على جرعات عالية من الكواشف وتكييف متعدد المراحل لتثبيط النشاط، وذلك لاستخلاص الفلوريت من خامات الفلوريت المرتبطة بالكالسيت.

يتألف مخطط عملية التعويم المعتمد في هذا الاختراع من مرحلة واحدة للتنقية الأولية وأربع مراحل للتنقية النهائية. وتتمثل الشروط الرئيسية للعملية في ما يلي: خام التغذية المطحون إلى 65% الذي يمر عبر شبكة 200 (40 ميكرومتر 40%)، وكثافة الملاط حوالي 30%، ودرجة حرارة التعويم 20–30 درجة مئوية، ودرجة الحموضة (pH) لملاط التعويم = 6.5 ± (تتشكل بشكل طبيعي بعد إضافة سيليكات الصوديوم المحمضة).

المادة المجمعة هي حمض الأوليك أو حمض اللينوليك، وتتناسب جرعتها مع محتوى الفلوريت في الخام. وبناءً على محتوى الفلوريت في الخام، تتراوح جرعة المادة المجمعة بين 100 و800 غ/طن، وتزداد مع ارتفاع درجة نقاء الفلوريت.

يتم تحضير المادة المثبطة – سيليكات الصوديوم المحمضة – من سيليكات الصوديوم التجارية (المعامل m = 2.0–3.0)، التي يتم تخفيفها ثم تحمضها باستخدام حمض (حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك). نسبة التحمض هي سيليكات الصوديوم : الحمض = 1 : 0.1–2.0. بعد التحمض، يبلغ التركيز الكلي لمحلول سيليكات الصوديوم 0.1–10%، ويتميز بكونه صافيًا وخاليًا من الرواسب المتكتلة. تُضاف الجرعة، اعتمادًا على محتوى الكالسيت والشوائب الأخرى في الخام، على مراحل متعددة في مراحل التخشين، والتنظيف الأول، والتنظيف الثاني، وما إلى ذلك، بحيث تبلغ كل إضافة 1000 غ/طن.

ويمكن أن تحل العملية والمواد الكيميائية المستخدمة في هذا الاختراع محل عملية الفصل في الوسط القلوي لخامات الكوارتز والفلوريت، وكذلك عملية فصل خامات الكربونات والفلوريت باستخدام تركيبات مختلطة من سيليكات الصوديوم وأملاح المعادن متعددة التكافؤ. وهي تتجنب تصريف اللب عالي القلوية أو مياه الصرف التي تحتوي على أيونات معادن متعددة التكافؤ، وكذلك استخدام مثبطات بوليمرية، مما يسهم بشكل كبير في الحد من التلوث البيئي.

باستخدام الاختراع الحالي، يمكن فصل خامات الفلوريت التي يصل محتوى الكالسيت فيها إلى 75%، مع معدلات استرداد عن طريق التعويم تتراوح بين 70 و95%، ويمكن أن تصل جودة المركز إلى مستوى المنتجات من الدرجة الأولى أو الدرجة الخاصة.

فيما يلي بعض الأمثلة على استخدام الاختراع الحالي:

المثال 1: الخام الخام: CaF₂ 69.82%، CaCO₃ 5.60%. جرعات المواد الكيميائية: حمض الأوليك 600 غ/طن، سيليكات الصوديوم المحمضة 2000 غ/طن (تُضاف في مرحلتي التكرير الأولي والتنقية الأولى على التوالي). المركز المنتج: CaF₂ 99.20%، CaCO₃ 0.63%، مع استرداد الفلوريت بنسبة 95.76%.

المثال 2: الخام الخام: CaF₂ 41.07%، CaCO₃ 43.74%. جرعات الكواشف: حمض الأوليك 500 غ/طن، سيليكات الصوديوم المحمضة 3000 غ/طن (تُضاف في مراحل التخشين والتنظيف الأولي والتنظيف الثاني على التوالي). المركزات المنتجة: CaF₂ 99.20%، CaCO₃ 0.66%، مع استرداد الفلوريت بنسبة 85.45%.

المثال 3: الخام الخام: CaF₂ 18.10%، CaCO₃ 74.40%. جرعات المواد الكيميائية: حمض الأوليك 250 غ/طن، سيليكات الصوديوم المحمضة 4000 غ/طن (تُضاف في مراحل التخشين، والتنظيف الأول، والتنظيف الثاني، والتنظيف الثالث على التوالي). المركز المنتج: CaF₂ 99.06%، CaCO₃ 0.77%، مع استرداد الفلوريت بنسبة 73.30%. في حالة إنتاج مركز يحتوي على CaF₂ ≥ 97%، يصل معدل استرداد الفلوريت إلى 84%.