Classificador em espiral
Princípio de funcionamento do classificador em espiral A polpa descarregada do moinho de trituração…
A fluorita (CaF₂) é um recurso mineral não metálico de importância estratégica nacional, amplamente utilizado em produtos químicos fluorados, metalurgia, novas fontes de energia e tecnologia da informação. Com base nos minerais associados, os minérios de fluorita são classificados em quatro tipos principais: tipo quartzo, tipo calcita, tipo barita, e tipos de simbiose polimetálica. Entre eles, minério de fluorita do tipo quartzo é o mais amplamente distribuído e possui a tecnologia de beneficiamento mais avançada. Este artigo analisa sistematicamente os processos de beneficiamento, os regimes de reagentes e as práticas recentes de produção para o minério de fluorita do tipo quartzo, oferecendo uma referência útil para os profissionais do setor.
O minério de fluorita do tipo quartzo se forma quando fluidos hidrotermais contendo minério se infiltram e preenchem fissuras em rochas siliciosas, seguidos de resfriamento e cristalização. O minério é composto principalmente por fluorita (CaF₂) e quartzo (SiO₂), com pequenas quantidades de calcita, barita e sulfetos. Dependendo do teor de fluorita, pode ser dividida em minério de fluorita do tipo quartzo de alta qualidade (teor de fluorita de até cerca de 85%) e minério de fluorita do tipo quartzo de baixa qualidade (Teor de CaF₂ normalmente entre 20% e 45%).
A China possui recursos abundantes de fluorita do tipo quartzo, com grande produção em Jiangxi, Mongólia Interior, Henan, Shaanxi e outras províncias. Em comparação com o minério de fluorita do tipo calcita, o A separação por flotação do minério de fluorita do tipo quartzo é relativamente mais fácil, tornando-a a principal matéria-prima para a produção atual de fluorita.
Embora a tecnologia de beneficiamento do minério de fluorita do tipo quartzo seja relativamente madura, ainda persistem os seguintes desafios:
1. Tamanho fino de dispersão – requer moagem mais intensa
Em alguns minérios de fluorita do tipo quartzo, a fluorita e o quartzo estão finamente disseminados, com alguns grãos finos de fluorita envoltos por minerais de ganga, como quartzo e feldspato. Isso exige uma moagem suficiente para a liberação completa dos minerais. No entanto, a moagem excessiva pode causar a formação de lodo de fluorita, o que prejudica o processo de flotação.
2. A redução da sílica no concentrado é a tarefa principal
A chave para a purificação do minério de fluorita do tipo quartzo é redução da sílica no concentrado. Como a fluorita e o quartzo apresentam diferentes níveis de flutuabilidade, o esquema de reagentes e o processo devem garantir que o teor de SiO₂ no concentrado final seja reduzido para menos de 1%, mantendo, ao mesmo tempo, uma alta recuperação de fluorita.
3. Baixa eficiência de flotação em baixas temperaturas
Os coletores tradicionais de ácidos graxos (por exemplo, o ácido oleico) apresentam baixa solubilidade e baixo desempenho de coleta em baixas temperaturas, o que leva à deterioração dos índices de flotação no inverno, especialmente nas regiões do norte.
A moagem é a primeira e mais importante etapa na flotação de fluorita do tipo quartzo. Com base nas características de disseminação, os processos de moagem são basicamente de dois tipos:
O fluxograma de flotação para o minério de fluorita do tipo quartzo segue normalmente um “um desbaste – várias limpezas – remoção de resíduos” configuração, com os resultados intermediários retornados em ordem. O número de etapas de limpeza é geralmente 5 a 8, dependendo das propriedades do minério e dos requisitos do produto.
Exemplos típicos de fluxogramas:
O tratamento dos resíduos é um fator crítico que afeta o desempenho metalúrgico. As principais abordagens atuais incluem:
Carbonato de sódio (Na₂CO₃) é o modificador de pH mais comumente utilizado, normalmente na dosagem de 1.000–2.000 g/t. Além de ajustar o pH da polpa para um ambiente alcalino (pH 8–9), ele também dispersa os lodos e precipita íons nocivos.
Silicato de sódio (vidro líquido) é o depressor mais importante na flotação de fluorita do tipo quartzo. Seu mecanismo envolve a adsorção seletiva na superfície do quartzo, tornando-o hidrofílico e, consequentemente, reduzindo sua flutuabilidade.
Pontos-chave para o uso do silicato de sódio:
No caso de minérios de fluorita do tipo quartzo que contenham outros minerais de ganga, como a calcita, depressores combinados são necessários. Por exemplo, em um minério de fluorita do tipo quartzo com alto teor de cálcio, utilizou-se uma combinação de silicato de sódio, tanino (S-217) e hexametafosfato de sódio para separar eficazmente a fluorita da calcita.
Coletores de ácidos graxos são os principais elementos da flotação de fluorita, incluindo:
Nos últimos anos, o uso de depressores combinados tem se tornado cada vez mais comum. Por exemplo, em um minério de fluorita do tipo quartzo, foi utilizado um depressor combinado formulado com silicato de sódio, ácido etilenodiaminotetrametilenofosfônico e curdlan em uma proporção específica. Outro estudo utilizou JK-3 e silicato de sódio como um depressor combinado. Os depressores combinados aproveitam os efeitos sinérgicos entre vários reagentes para melhorar significativamente o desempenho da depressão e a seletividade.
O minério apresenta um teor de CaF₂ de 44,70%, tendo o quartzo como principal ganga. Com uma finura de moagem de 65%, passando por uma malha de 0,074 mm, utilizando carbonato de sódio como modificador, silicato de sódio como depressor e ácido oleico como coletor, o fluxograma em circuito fechado de “uma passagem de desbaste, seis de acabamento, as aparas devolvidas em ordem” produziu um concentrado de fluorita com teor de CaF₂ 98.02% e recuperação 90.98%, com teor de SiO₂ de apenas 0,76%.
O minério apresenta um teor de CaF₂ de 41,58%, com granulometria irregular. Utilizando um coletor combinado (sabão de parafina oxidado + oleato de sódio) e um remoagem de middlings de alta qualidade No processo, o fluxograma de “moagem grosseira em estágio único – uma etapa de desbaste – duas etapas de remoção de resíduos – seis etapas de limpeza” produziu um concentrado de fluorita com teor de CaF₂ 97.12% e recuperação 91.10%.
O minério contém apenas 29,36% de CaF₂ e 49,58% de SiO₂. Com uma finura de moagem de 85% com passagem por 0,074 mm, utilizando carbonato de sódio como modificador, silicato de sódio como depressor e ácido oleico industrial como coletor, o fluxograma de “uma desbaste – duas retificações de acabamento – cinco limpezas” produziu um concentrado com grau de CaF₂ 97.23% e recuperação 87.16%.
Esse minério utiliza um moagem por etapas – separação por etapas processo: moagem de primeiro estágio até o 65% com passagem pela malha 200; remoagem de segundo estágio do concentrado do primeiro limpador até o 90% com passagem pela malha 200. Com um fluxograma de “uma moagem de desbaste, uma de refino e seis de limpeza”, o teor do concentrado atingiu 97.41% com uma recuperação por flotação de 94.02%.
Para lidar com as dificuldades de flotação no inverno nas regiões do norte, novos coletores resistentes a baixas temperaturas vêm surgindo continuamente. Por exemplo, o coletor de baixa temperatura DW-1, desenvolvido internamente, a 6 °C, utilizando um fluxograma do tipo “uma etapa de pré-separação, uma de purga e seis de limpeza”, obteve um concentrado de fluorita com teor de CaF₂ de 98.37% e recuperação 80.12%.
Uma tecnologia recentemente patenteada propõe um “flotação direta – flotação reversa” fluxograma combinado, que recupera tanto o concentrado de fluorita quanto o concentrado de quartzo, garantindo um teor do concentrado de fluorita ≥97% e uma recuperação ≥95%.
Para minérios de fluorita do tipo quartzo que contenham minerais magnéticos em quantidades significativas, pré-concentração magnética pode remover minerais magnéticos antes da flotação. Para minérios com baixo teor de minerais magnéticos, a flotação direta é suficiente.
As prioridades futuras para o beneficiamento do minério de fluorita do tipo quartzo incluem o desenvolvimento de de alta eficiência e ecologicamente correto tecnologias verdes para reduzir custos e o impacto ambiental.
O minério de fluorita do tipo quartzo, por ser o tipo de recurso de fluorita mais amplamente distribuído, conta com uma tecnologia de beneficiamento bem estabelecida. Com processos adequados de moagem, fluxogramas de flotação otimizados e regimes precisos de reagentes, é perfeitamente viável obter índices de alta qualidade com CaF₂ de pureza >97% e recuperação >90%.
Inúmeras práticas de produção de Jiangxi, do oeste de Henan, da Mongólia Interior e de Shaanxi demonstram que silicato de sódio + coletores de ácidos graxos continuam sendo o principal sistema de reagentes para a flotação de fluorita do tipo quartzo; a aplicação de coletores combinados e depressores combinados está melhorando continuamente a eficiência da separação; e retificação por etapas e remoagem de resíduos resolver de forma eficaz os desafios relacionados à liberação de minérios finamente dispersos.
À medida que os recursos de fluorita de alta qualidade se tornam cada vez mais escassos, o desenvolvimento e a utilização eficientes de minérios de fluorita do tipo quartzo de baixa qualidade passarão a ser um caminho essencial para garantir o abastecimento de flúor da China. A inovação contínua na tecnologia de beneficiamento proporcionará um apoio sólido para a utilização limpa e eficiente desse recurso mineral estratégico.
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