Обжиг с последующем гашением водой

Этот способ используется для обогащения карбонатных руд с небольшим содержанием железа и кремния и интенсивно развивается в ряде стран.

Несмотря на то что это дорогостоящий процесс, для некоторых руд он вполне применим и экономичен. Например, руды, содержащие большое количество карбонатов и тонкую вкрапленность апатита, обычными методами обогащаются плохо, а обжиг с последующим гашением водой и отделением извести дает хорошие показатели [46].

При применении этого метода достигается расчленение фосфатных агрегатов до размера мономинеральных зерен без тонкого измельчения.

Доломит и кальцит при обжиге разлагаются с выделением углекислоты, давая твердые продукты в виде извести (CaO) и периклаза (MgO):

750–800°C

CaMg (CO3)2 ® CaCO3 + MgCO3

MgCO3 ® MgO + CO2

CaCO3 ® CaO + CO2 900–1000 °C

Диссоциация кальцита происходит при температуре 930–1000 °C, диссоциация карбонатов магния протекает при меньшей температуре (700–800 °C). Обжиг успешно проходит в шахтных печах, во вращающихся печах и в печах с кипящим слоем.

Реакция разложения карбоната является эндотермической и сопровождается потерей в весе обжигаемой руды. Потери при прокаливании в основном слагаются из выделяющейся при диссоциации карбонатов углекислоты. Эти потери включают испаряющуюся воду, выгорающую органику, серу и частично фтор.

Обожженный материал подвергается гашению, а известковое молоко удаляется декантацией и отмывкой свежей водой.

Гашение обожженной руды должно производиться в аппаратах, обеспечивающих сохранение постоянного теплового режима.

Гашение водой переводит окись кальция и магния в гидроокиси:

CaO + H2O ® Ca(OH)2

MgO + H2O ® Mg(OH)2

Обе реакции имеют экзотермический характер.

Гидроокиси кальция и магния мало растворимы в воде. Объемный вес портландита – Ca(OH)2 значительно меньше объемного веса извести – CaO, т.е. при гашении увеличивается объем рудной массы. Благодаря силам, возникающим при этом, расщепляются агрегаты, состоящие из зерен апатита, извести и периклаза, и создаются благоприятные условия для выделения отдельных зерен полезного минерала, т.е. происходит раскрытие сростков.

Удельный вес портландита составляет 2,25, а апатита – 3,2 г/см3, поэтому их легко разделить дешламацией.

Операция обесшламливания наиболее эффективно происходит в гидроциклоне, т.к. частицы пустой породы, представляющие из себя известь, имеют размер порядка нескольких микрон. Благодаря разнице в удельном весе и крупности между зернами апатита и извести в слив гидроциклона можно выделить бедный по содержанию пятиокиси фосфора продукт.