Đề tài tình hình khai thác và sử dụng quặng phốt phat trên thế giới

Đá phôtphat th-ờng chứa các khoáng vật apatit.Các mỏ quặng phôtphat đ-ợc chia thành 3 kiểu chính: trầm tích, macma và guano. Đến nay ng-ời ta đã biết khoảng 200 dạng khoáng vật phôtphat, nhiều nhất là họ apatit. Thông th-ờng các quặng phôtphat nguồn gốc macma là quặng apatit, còn quặng phôtphat trầm tích đa số là phôtphorit. ởmỏ Lào Cai, quặngapatit thực chất là một kiểu metaphôtphorit trầm tíchbiển nh-ng đã biến chất thành quặng apatit, đ-ợc Sokolov (1984) xếp vào nguồn gốc biến chất. Quặng phôtphat nguồn gốc macma (quặng apatit) th-ờng có kích th-ớctinh thể lớn hơn 40 micron, công nghệtuyển thành tinh quặngth-ơng phẩm là công nghệcó hiệu quả kinh tế cao hơn. Quặng apatit Lào Cai tuy có nguồn gốc trầm tích nh-ng do bị biến chất nên kích th-ớc tinh thể floapatit của metaphôtphorit Lào Cai xấp xỉ bằng kích th-ớctinh thể floapatit của quặng apatit-nephelin Khibin (Kola) có nguồn gốc macma, vì vậy cũng thuộc loại quặng khó hòatan. Zverev và Faizullin (1980) chia quặng apatit thành các loại quặng giàu (trên 18% P2O5), trung bình (8-18% P 2O5 ), nghèo (5-8% P2O5) và rất nghèo (3-5% P 2O5 ). Quặng phôtphorit đ-ợc định nghĩa khác nhau tùy theotừng tác giả. Về mặt địa chất thạch học, phôtphorit là một loại đá trầm tích gồm từ 33 đến 50% khoáng vật canxi phôtphat thuộc nhóm apatit ở dạng ẩn tinh hoặc vi tinh, có kiếntrúc apharit hoặc kiến trúc hạt oolit, pellit. Tùy theo bản chất khoáng vật phôtphat trong đá, hàm l-ợng P2O5 t-ơng ứng tối thiểu là 12-18%. Còn những loại quặng có hàm l-ợng 1-12% P2O5đ-ợc gọi làđá phôtphat. Các khoáng vật phôtphat trong đá trầm tích th-ờng bị biến đổi giữa floapatit Ca10(PO 4 ) 6F2và cacbonat-floapatit hay francolit, với CO 2-3 thay thế đồng hình cho PO 3-4. Ngoài ra, Ca 2+ cũng có thể đ-ợc thay thế bằng Na + , Mg 2+ , và F -đ-ợc thay thế bằng OH -.

pdf31 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 18/10/2013 | Lượt xem: 2357 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài tình hình khai thác và sử dụng quặng phốt phat trên thế giới, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỀ TÀI Tỡnh hỡnh khai thỏc và sử dụng quặng phốtphat trờn thế giới 1. mở đầu Quặng phôtphat là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất phân lân và các sản phẩm hóa chất chứa lân. N−ớc ta cũng may mắn nh− một số n−ớc khác trên thế giới có trữ l−ợng đáng kể về loại quặng quý này. Tuy nhiên chất l−ợng quặng ở các vùng, thậm chí ngay trong một khu mỏ cũng rất khác nhau. Nhằm tìm những h−ớng chế biến các loại quặng phôtphat này một cách hợp lý và có hiệu quả, chúng tôi xin điểm lại cách phân chia và xếp loại các loại quặng phôtphat trên thế giới; so sánh trữ l−ợng quặng ở từng khu vực; giới thiệu tình hình khai thác và các ph−ơng pháp làm giàu một số loại quặng phôtphat điển hình ở các n−ớc; h−ớng sử dụng quặng phôtphat ở những n−ớc sản xuất và các n−ớc nhập khẩu quặng; kinh nghiệm sử dụng và chế biến hợp lý một số loại quặng phôtphat nghèo ở các n−ớc, đồng thời liên hệ đến tình hình chất l−ợng các loại quặng apatit ở n−ớc ta và đề xuất h−ớng sử dụng, chế biến hợp lý các loại quặng này. 3 2. Phân loại, trữ l−ợng và tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới 2.1. Phân loại quặng phôtphat Đá phôtphat th−ờng chứa các khoáng vật apatit. Các mỏ quặng phôtphat đ−ợc chia thành 3 kiểu chính: trầm tích, macma và guano. Đến nay ng−ời ta đã biết khoảng 200 dạng khoáng vật phôtphat, nhiều nhất là họ apatit. Thông th−ờng các quặng phôtphat nguồn gốc macma là quặng apatit, còn quặng phôtphat trầm tích đa số là phôtphorit. ở mỏ Lào Cai, quặng apatit thực chất là một kiểu metaphôtphorit trầm tích biển nh−ng đã biến chất thành quặng apatit, đ−ợc Sokolov (1984) xếp vào nguồn gốc biến chất. Quặng phôtphat nguồn gốc macma (quặng apatit) th−ờng có kích th−ớc tinh thể lớn hơn 40 micron, công nghệ tuyển thành tinh quặng th−ơng phẩm là công nghệ có hiệu quả kinh tế cao hơn. Quặng apatit Lào Cai tuy có nguồn gốc trầm tích nh−ng do bị biến chất nên kích th−ớc tinh thể floapatit của metaphôtphorit Lào Cai xấp xỉ bằng kích th−ớc tinh thể floapatit của quặng apatit-nephelin Khibin (Kola) có nguồn gốc macma, vì vậy cũng thuộc loại quặng khó hòa tan. Zverev và Faizullin (1980) chia quặng apatit thành các loại quặng giàu (trên 18% P2O5), trung bình (8-18% P2O5), nghèo (5-8% P2O5) và rất nghèo (3-5% P2O5). Quặng phôtphorit đ−ợc định nghĩa khác nhau tùy theo từng tác giả. Về mặt địa chất thạch học, phôtphorit là một loại đá trầm tích gồm từ 33 đến 50% khoáng vật canxi phôtphat thuộc nhóm apatit ở dạng ẩn tinh hoặc vi tinh, có kiến trúc apharit hoặc kiến trúc hạt oolit, pellit. Tùy theo bản chất khoáng vật phôtphat trong đá, hàm l−ợng P2O5 t−ơng ứng tối thiểu là 12-18%. Còn những loại quặng có hàm l−ợng 1- 12% P2O5 đ−ợc gọi là đá phôtphat. Các khoáng vật phôtphat trong đá trầm tích th−ờng bị biến đổi giữa floapatit Ca10(PO4)6F2 và cacbonat-floapatit hay francolit, với CO 2- 3 thay thế đồng hình cho PO3-4. Ngoài ra, Ca 2+ cũng có thể đ−ợc thay thế bằng Na+, Mg2+, và F- đ−ợc thay thế bằng OH-. Sự thay thế PO3-4 bằng CO 2- 3 thể hiện ở những biến đổi đáng kể về thông số mạng a của tinh thể apatit. Khi tỉ số mol CO2-3/PO 3- 4 tăng từ 0 đến 0,3 thì a giảm xuống từ 3,70 đến 3,20 Å (1Å = 10-8 cm). Khi hiện t−ợng thay thế PO3-4 bởi CO2-3 tăng lên thì kích th−ớc tinh thể khoáng vật phôtphat sẽ giảm đi, độ hòa tan của chúng trong dung dịch xitrat và axit sẽ tăng lên. 4 Đa số khoáng vật phôtphat trong quặng phôtphorit là francolit (mức độ thay thế phôtphat bởi cacbonat thấp) và floapatit. Thạch anh là thành phần đi kèm. Cacbonat (đolomit, canxi) th−ờng tạo thành hỗn hợp cơ học hoặc nền xi măng của quặng phôtphat-cacbonat. Quặng metaphôtphorit Lào Cai là quặng phôtphat-cacbonat ở dạng hỗn hợp francolit hoặc floapatit với đolomit. Do biến chất và phong hóa, mất CO2 nên francolit th−ờng biến đổi thành floapatit. Quặng phôtphorit có tuổi càng cao, càng bị biến chất nhiều thì kích th−ớc khoáng vật apatit càng lớn, do đó càng khó hòa tan. Theo Mc Clellan và Saavedra (1986), thông số tinh quang a của francolit ở các quặng phôtphorit cổ tuổi Tiền Cambri-Cambri bằng 9,35-9,39Å, trong khi phôtphorit tuổi Kainozoi có giá trị a bằng 9,32-9,35Å. Quặng phôtphorit tuổi Paleozoi có trị số a trung gian bằng 9,34-9,36Å. Thuật ngữ phôtphorit cũng đ−ợc dùng cho quặng phôtphorit trầm tích chứa cả canxi phôtphat và nhôm phôtphat, sắt phôtphat có nguồn gốc Kacxtơ, t−ơng tự nh− phôtphorit Vĩnh Thịnh (Lạng Sơn). 2.2. Trữ l−ợng quặng phôtphat trên thế giới Các nhà địa chất đã đ−a ra các chỉ tiêu tính trữ l−ợng quặng phôtphat nh− sau : Bảng 1. Chỉ tiêu tính trữ l−ợng quặng phôtphat P2O5 (%) Nhóm quặng theo nguồn gốc Mỏ Kiểu quặng Hàm l−ợng biên Hàm l−ợng trung bình công nghiệp tối thiểu Bề dầy công nghiệp tối thiểu (m) Phôtphorit trầm tích “ Metaphôtphorit trầm tích biến chất Tyesai (Caratau) Janatas (Karatau) Lào Cai Phôtphorit hạt oolit “ Apatit- đolomit (loại II) 20 15 15 22 22-23 20 3,5(1) 3,0 0,5 Apatit macma “ Apatit macma Khibin (Kola) “ Oshurkov Apatit nephelin “ Apatit (trong gabro-diorit và xienit) 5 8 25 11 13.5 36 10 10 10 (1) Bề dày nằm ngang 5 Theo thống kê, trữ l−ợng quặng phôtphat trên thế giới hiện vào khoảng 63,1 tỉ tấn P2O5, đủ dùng trong 450-500 năm; trong đó 91,6% (57,8 tỉ tấn P2O5) là quặng phôtphorit và 8,4% (5,3 tỉ tấn P2O5) ở dạng apatit. Những bể quặng apatit chủ yếu nằm ở Nga, Cộng hòa Nam Phi, Braxin, Phần Lan, Dimbabuê, Canađa; còn phôtphorit có ở nhiều nơi, nhất là ở Châu Phi, Bắc Mỹ. Những khu vực có trữ l−ợng quặng phôtphat lớn trên thế giới là (triệu tấn P2O5): Mỹ: 5.000 Tuynidi: 2.000 SNG: 3.000 Các n−ớc khác thuộc châu Phi: 7.000 Ma-rốc: 38.100 Châu á: 2.300 Xahara: 3.700 Châu úc: 2.000 Những số liệu trữ l−ợng này th−ờng xuyên thay đổi do khai thác hàng năm và kết quả tìm kiếm thăm dò những mỏ mới. Theo Cục Địa chất Mỹ (USGS), Trung Quốc (TQ) hiện có trữ l−ợng 1 tỉ tấn quặng phôtphat (tính theo P2O5), đứng thứ 12 trên thế giới. Trữ l−ợng dự báo quặng lẫn tạp chất của TQ tới 10 tỉ tấn, xếp vào hàng thứ hai chỉ sau Ma-rốc và Tây Xahara. Trữ l−ợng quặng đã biết ở TQ chủ yếu ở dạng trầm tích, tập trung tại Vân Nam, Quý Châu, Vũ Hán, Hà Bắc và Tứ Xuyên. 2.3. Trữ l−ợng quặng phôtphat tại Việt Nam ở n−ớc ta, trữ l−ợng các loại quặng apatit khu mỏ Lào Cai đ−ợc đánh giá nh− sau : Bảng 2: Tổng hợp trữ l−ợng các loại quặng apatit trong khu mỏ Lào Cai Đơn vị tính: triệu tấn Vùng thăm dò Quặng loại I Quặng loại II Quặng loại III Quặng loại IV Cộng 1. Trữ l−ợng thăm dò: - Phân vùng Bát Xát-Ngòi Bo 35,03 235,84 233,57 290,84 790,28 2. Trữ l−ợng tìm kiếm: - Phân vùng Ngòi Bo-Bảo Hà 5,33 20,26 24,85 67,62 118,06 3. Trữ l−ợng dự báo: - Chiều sâu 900m, phân vùng Bát Xát-Ngòi Bo 5,00 567,0 16,0 1.077,0 1.665,0 Cộng 45,36 823,1 247,42 1.435,46 2.573,34 Hàm l−ợng P2O5 trung bình (%) 34,66 22,04 15,08 11,04 6 2.4. Tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới Trong 30 năm qua, tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới đã trải qua nhiều dao động (hình 1). Năm 1982, sản l−ợng quặng phôtphat giảm 15,5% so với năm 1981, đạt 123,5 triệu tấn quặng. Sau đó sản l−ợng quặng phôtphat đ−ợc phục hồi, đạt đỉnh cao vào năm 1988 với khoảng 51,3 triệu tấn (P2O5); nh−ng đến năm 1993 lại giảm 23,9% so với năm 1992, chỉ đạt 118,6 triệu tấn. Những đợt suy giảm đột ngột sản l−ợng quặng phôtphat tr−ớc tiên là do tình hình kinh tế-chính trị-xã hội diễn ra ở hàng loạt n−ớc Đông Âu và Liên Xô (cũ). Sản l−ợng quặng phôtphat lại bắt đầu phục hồi nhanh từ năm 1994-1995. 0` Hình 1. Tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới giai đoạn 1977-2007 Năm 1995, một số mỏ mới trên thế giới đã đ−ợc đ−a vào khai thác: các mỏ Nam Pactur và Nam Fort Midi tại Florida (Mỹ) với tổng công suất 5,8 triệu tấn/ năm; mỏ Xidi Chinhian ở Khourigba (Ma-rốc) công suất 1,5 triệu tấn/ năm; mỏ El Sidia ( n đ h k n aGioocdani) công suất 4,6 triệu tấn/ năm, mỏ Baiovar (Pêru) công suất 0,55 triệu tấn/ ăm. Arập Xêút cũng đ−a vào vận hành một mỏ có công suất 4,1 triệu tấn/ năm. áo ang xây dựng mỏ công suất 0,7 triệu tấn/ năm. Cuối năm 1996, Ai Cập đ−a vào vận ành mỏ Abu-Tartur với công suất ban đầu là 0,6 triệu tấn/ năm, tổng công suất thiết ế của mỏ là 2 triệu tấn/ năm Từ năm 2000, sản l−ợng của các cơ sở sản xuất axit phôtphoric trích ly ở các −ớc đã đạt gần với mức thiết kế; ngoài ra, nhiều n−ớc còn xây dựng một số nhà máy xit phôtphoric và sản xuất phân lân mới, nên nhu cầu về quặng phôtphat tăng. 7 Sản xuất và tiêu thụ quặng phôtphat trên thế giới đạt mức thấp vào năm 2001; sản l−ợng đạt khoảng 127,7 triệu tấn, hàm l−ợng P2O5 trung bình 31,4%, tổng giá trị khoảng 6,5 tỉ USD. Châu Phi là nơi sản xuất quặng phôtphat lớn nhất, chiếm khoảng 30% sản l−ợng thế giới (năm 2001). Mỹ và các n−ớc XHCN châu á có tổng sản l−ợng khoảng 40%. Liên Xô (cũ) và Trung Đông cũng là những nhà sản xuất lớn. Năm 2001 Mỹ tiêu thụ khoảng 26% sản l−ợng quặng phôtphat của thế giới. Châu Phi và các n−ớc XHCN châu á tiêu thụ tổng cộng khoảng 31%. L−ợng tiêu thụ đáng kể là ở các dự án của các n−ớc XHCN châu á, Mỹ, châu Phi, Liên Xô (cũ) và Trung Đông. Từ năm 2002, ngành sản xuất quặng phôtphat trên thế giới bắt đầu thời kỳ phát triển lâu dài với mức tăng tr−ởng trung bình hàng năm 3,2% cho đến năm 2007. Nh−ng mức khai thác và tiêu thụ năm 2007 dự báo sẽ chỉ đạt khoảng 97% của mức năm 1990. Dự báo, mức tiêu thụ quặng phôtphat thế giới sẽ tăng đến khoảng 47,5 triệu tấn P2O5 vào năm 2007, tăng 20% so với năm 2001. Ng−ời ta chia các n−ớc khai thác quặng phôtphat thành 3 nhóm: Nhóm 1: Những n−ớc khai thác khối l−ợng lớn nh− Mỹ, TQ, Ma-rốc, các n−ớc SNG… chiếm 74,3% sản l−ợng của thế giới. Nhóm 2: Gồm Tuynidi, Gioocđani, Ixrael, Braxin, Nam Phi, Tôgô, Xiri, Xênêgal, ấn Độ… chiếm 21,7% sản l−ợng thế giới. Nhóm 3: Gồm Canađa, Ai Cập, Angiêri, Phần Lan, Mêhicô, CHND Triều Tiên, Nauru, Việt Nam, Quần đảo Thiên Chúa Giáng Sinh (ấn Độ D−ơng), Irắc, Vênêzuêla, Dimbabuê, Pêru, Côlômbia, Xrilanca, Pakistan, áo. Dự báo sản l−ợng phôtphat thế giới giai đoạn 2010-2040 : Khoảng 90% sản l−ợng quặng phôtphat thế giới đ−ợc dùng để sản xuất phân bón. IFA (Hiệp hội Phân bón Quốc tế) đã nêu lên mối quan hệ giữa mức tăng dân số thế giới với mức tăng sản l−ợng quặng phôtphat. Theo tính toán, từ năm 1990 đến 2040 dân số thế giới sẽ tăng 87%, nh−ng mức tăng dân số sau năm 2010 sẽ giảm. Khi quy mô sản xuất nông nghiệp ổn định thì mức tăng sản l−ợng nông nghiệp sẽ chủ yếu do tăng năng suất mùa màng nhờ kỹ thuật gien và tăng l−ợng phân bón đ−ợc sử dụng. 8 Dự báo, đến năm 2010 dân số thế giới sẽ lên đến 7,2 tỉ ng−ời và đến năm 2040 sẽ đạt 9,9 tỉ (hình 2); còn sản l−ợng quặng phôtphat của thế giới trong giai đoạn này cũng đ−ợc dự báo theo 2 ph−ơng án với mức tăng 1%/năm và 2%/ năm. Sơ đồ d−ới đây trình bày ph−ơng án 1 với mức tăng 1%/ năm, căn cứ vào tình hình sản xuất quặng phôtphat thế giới giai đoạn 2001-2007. Theo ph−ơng án này, đến năm 2010 sản l−ợng quặng phôtphat thế giới sẽ đạt 195 triệu tấn và đến năm 2040 sẽ đạt 263 triệu tấn. 140 B A X X X X X X X X X X X X X X 2010 2020 2030 Năm 2040 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tỉ ng−ời 160 180 200 220 240 260 280 300 Triệu tấn Hình 2. Dự báo mức tăng dân số thế giới (A) và sản l−ợng quặng phôtphat (B) giai đoạn 2010-2040 2.5. Chất l−ợng quặng phôtphat th−ơng phẩm 2 .1. Hàm l−ợng P2O5 N (K lo là có ph.5Tinh quặng th−ơng phẩm của Nga là loại quặng có chất l−ợng cao nhất thế giới. ga chủ tr−ơng vẫn duy trì mức chất l−ợng cao đối với tinh quặng apatit Khibin ola). Loại tinh quặng apatit "Standard" có hàm l−ợng P2O5 không d−ới 39%, còn ại "Super" (chiếm khoảng 10% sản l−ợng của Liên hợp "Apatit") có hàm l−ợng P2O5 40%. Bảng 3 giới thiệu hàm l−ợng P2O5 trung bình trong quặng phôtphat ở những n−ớc l−ợng quặng phôtphat xuất khẩu lớn trên thế giới. Nhìn chung chất l−ợng quặng ôtphat khai thác từ năm 1995 đến 2005 đã đ−ợc cải thiện. 9 Bảng 3. Hàm l−ợng P2O5 trung bình trong quặng phôtphat Hàm l−ợng P2O5 trung bình, % Số TT Tên n−ớc Năm 1995 Năm 2005 1 Nga 35,4 38,3 2 Marốc 31,6 31,9 3 Gioocđani 33,2 32,0 4 Tuynidi 30,1 29,0 5 Canada - 36,6 6 Phần Lan 36,4 36,1 7 TQ 22,0 30,0 8 Mỹ 29,8 28,9 Trung bình 29,7 31,2 Hình 3 cho thấy sự thay đổi của hàm l−ợng P2O5 trong quặng phôtphat ở Nga và Mỹ trong những năm gần đây. 28,0 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 29,0 30,0 31,0 37,0 38,0 39,0 40,0 1 2 %PO2 5 Hình 3. Sự thay đổi chất l−ợng nguyên liệu phôtphat ở Nga (1) và ở Mỹ (2) --- Dự báo 10 2.4.2. Hàm l−ợng các nguyên tố độc hại và phóng xạ tự nhiên Hàm l−ợng các nguyên tố độc hại và phóng xạ tự nhiên trong một số loại quặng chủ yếu đ−ợc sản xuất trên thế giới và của Việt Nam đ−ợc nêu trên bảng 4. Quặng apatit của Nga cũng đ−ợc xếp vào loại an toàn sinh thái. Bảng 4. Hàm l−ợng các nguyên tố hóa học độc hại (mg/kg) và phóng xạ tự nhiên (BK/kg) trong các nguồn nguyên liệu phôtphat chủ yếu trên thế giới. N−ớc Mỏ Nguồn gốc %P2O5 Cd Hg As Pb Phóng xạ** BauCraa Trầm tích 36,6 34,4 0,1 5,8 1 2.200-3.500 Khouribga - 32-32,5 12,8 0,1 8,8 3 2.200-3.500 Marốc Youssofia - 14,6 40 - - - - Sidia - 33,4-34,3 5,5 0,1 6 3,4 600-800 Gioocdani El Khacca - 32,9-33,9 5,4 0,2 12,2 6,5 600-800 Angiêri Dzebel onc - 28,8 15,3 2,2 12,5 11 700-900 Florida - 34,3 9,4 0,1 9 18 2.000-5.000 Mỹ Texas Gulf - 14,4 40 - - - - Xiri Khneifiss - 31,1-32 13 0,1 20 8,7 - Khibin Macma 39 0,5 0,1 5,3 3 < 200 Nga Covdor - 38 0,8 0,1 4 2 < 250 Nam Phi Phalaborva - 40,3 1,8 0,2 10,3 14,8 < 250 Việt Nam Lào Cai* Trầm tích biến chất 32,46 0,0 1 16 24 - (*) Quặng apatit nguyên khai loại I, do phòng thí nghiệm Trung tâm Nhà máy Toyma thuộc Công ty Nissan Chemical Industries, Ltd (Nhật Bản) phân tích. (**) Tổng các đồng vị tự nhiên U238, Th232 và K40 Danh mục những kim loại nặng th−ờng thấy trong quặng phôtphat và hàm l−ợng điển hình của chúng trong quặng và trong đất đ−ợc giới thiệu trên bảng 5. Các số liệu cho thấy những dải hàm l−ợng này dao động rất rộng do nguồn gốc và kiểu quặng khác nhau. Theo ph−ơng pháp chiết quặng bằng axit sunfuric thì 80-90% thủy ngân, chì và 30-50% cađmi đ−ợc thải theo bã phôtphogips; còn theo các ph−ơng pháp chế biến khác thì hầu nh− tất cả các nguyên tố vi l−ợng đều ở lại trong phân bón. 11 Bảng 5. Hàm l−ợng kim loại nặng th−ờng thấy trong quặng phôtphat và trong đất trồng Hàm l−ợng trung bình (mg/kg) Nguyên tố Hàm l−ợng trung bình* (mg/kg P) Phạm vi dao động (mg/kg quặng) Quặng Đất Đ−a vào đất do dùng phân bón sau 100 năm, (mg/kg đất)** Asen 45 1-300 7 6 0,04 Cađmi 170 0,01-120 25 0,35 0,14 Crôm 1.000 0,3-460 150 70 0,83 Coban 13 0,5-6 2 8 0,01 Đồng 200 6-80 30 30 0,17 Chì 40 3-40 6 35 0,03 Mangan 200 6-300 30 1.000 0,17 Thủy ngân 0,2 0,01-0,10 0,03 0,06 0,0017 Molipđen 33 1-10 5 1,2 0,03 Niken 230 1-85 35 50 0,19 Kẽm 660 3-800 100 90 0,55 * - Quặng chứa 15% P **- Lớp đất mặt (20cm), khối l−ợng riêng 1,2 kg/dm3, hàng năm bón 20 kg P/ha sau 100 năm. Số liệu ở bảng 5 cũng cho thấy sự di chuyển kim loại nặng vào đất sau 100 năm dùng phân lân. Sự di chuyển vào đất của các kim loại này đ−ợc cho là không đáng kể so với mức hiện diện tự nhiên trong đất trung bình, ngoại trừ cađmi là đáng chú ý. Cađmi rất độc hại với con ng−ời nh−ng ít độc với cây cối. Việc sử dụng phân lân làm tăng dần hàm l−ợng cađmi trong đất trồng và qua hàng thế kỷ có thể dẫn đến mức cađmi cao trong nông sản. Các quy định ở châu Âu chỉ cho phép l−ợng cađmi trong thức ăn hàng ngày trung bình là 20 àg; WHO khuyến cáo mức tối đa trong khẩu phần ăn hàng ngày là 70 àg. Nếu sử dụng quặng phôtphat trầm tích làm nguyên liệu sản xuất thì phân bón có thể chứa cađmi. 12 3. Vấn đề làm giàu và chế biến quặng phôtphat nghèo 3.1. Vấn đề làm giàu quặng phôtphat Hiện nay đã có những ph−ơng pháp làm giàu quặng phôtphat chủ yếu nh− sau: 1. Tách tĩnh điện. Dựa trên nguyên lý là hạt phôtphat th−ờng có điện tích d−ơng, còn silic có điện tích âm. 2. Tách theo nhóm hạt. Đá cacbonat th−ờng nằm ở những nhóm hạt có kích th−ớc lớn, còn canxi phôtphat th−ờng có trong những nhóm hạt nhỏ. 3. Tách từ tính. 4. Ph−ơng pháp thiêu nung ở nhiệt độ cao. Ph−ơng pháp này thích hợp đối với những quặng có hàm l−ợng cacbonat cao và hàm l−ợng silic vừa phải. 5. Ph−ơng pháp tuyển nổi. Tùy theo loại quặng, thành phần khoáng mà lựa chọn ph−ơng pháp làm giàu thích hợp hoặc phối hợp các ph−ơng pháp nêu trên. ở Liên hợp "Apatit" (Nga)-Xí nghiệp phôtphat lớn nhất thế giới-ng−ời ta làm giàu quặng apatit-nephelin vùng Khibin với hàm l−ợng P2O5 ban đầu là 5%. Tinh quặng th−ơng phẩm đạt 39-40% P2O5. Gần đây ng−ời ta đã thay đổi sơ đồ công nghệ tuyển nổi với việc nghiền quặng apatit-nephelin thô hơn. Quặng chỉ cần đ−ợc nghiền tới kích th−ớc 0,5-1 mm, khi đó 90% l−ợng apatit đ−ợc giải phóng khỏi kết hạch với khoáng đi kèm. Quặng đã nghiền thô đ−ợc phân loại theo cỡ hạt trong phạm vi 0,1- 0,15 mm, sau đó phần quặng thô và mịn đ−ợc tuyển nổi riêng theo những chế độ tối −u về thuốc tuyển và thủy động học. Quá trình tuyển nổi apatit từ quặng thô đ−ợc thực hiện theo sơ đồ ngắn và đơn giản. Nhờ tốc độ tuyển nhanh và tính chọn lọc cao nên thu đ−ợc nhiều tinh quặng apatit hơn, ít bụi, hàm l−ợng quặng đạt gần 40% P2O5. Phần quặng mịn tích tụ những quặng phong hóa khác nhau khi làm giàu, có l−ợng slam lớn làm giảm tính chọn lọc tuyển nổi nên không là đối t−ợng cần quan tâm. Cũng ở Nga, tại Xí nghiệp Covdor ng−ời ta khai thác và làm giàu quặng apatit- magnesit chứa 7% P2O5. Sau khi tách sắt bằng tuyển từ tính quặng −ớt, quặng đuôi chứa 7-13% P2O5 đ−ợc làm đậm đặc và khử slam ở cấp hạt 0,044 mm trong xiclon thủy lực, bánh lọc đ−ợc nghiền trong máy nghiền bi đến kích th−ớc 0,074 mm rồi khử slam trong hệ cô đặc theo cấp hạt 0,01 mm, sau đó tuyển nổi. Tinh quặng apatit Covdor thu đ−ợc chứa 38% P2O5, nh−ng đặc biệt hàm l−ợng flo rất thấp (d−ới 1%). ở Cộng hòa Nam Phi, mỏ Phalabova khai thác 3 loại quặng apatit chứa piroxen, phoscorit và cacbonat, hàm l−ợng P2O5 trong quặng chỉ đạt 7-11,5%. Ngoài apatit, những quặng đó còn chứa magnesit, đồng sulfua, badeleit (khoáng vật ziricon oxit). 13 Ba loại quặng này đ−ợc làm giàu theo 3 dây chuyền riêng. Sau khi tách đồng sulfua bằng tuyển nổi và tách magnesit bằng từ tr−ờng, phần không chứa magnesit đ−ợc tiến hành tuyển nổi phôtphat. Quặng đuôi sau tuyển nổi đ−ợc làm giàu theo ph−ơng pháp trọng lực để thu tinh quặng badeleit. Do tính đa dạng của quặng và công nghệ làm giàu, mỏ này sản xuất 6 loại tinh quặng apatit với hàm l−ợng từ 36 đến 40% P2O5. ở Braxin, ng−ời ta làm giàu quặng apatit-cacbonat trong 7 xí nghiệp với công suất từ 500 đến 1.200 ngàn tấn tinh quặng/ năm. Ngoài apatit, loại quặng này còn chứa canxit, đolomit, magnesit và các khoáng khác. Quặng đ−ợc nghiền mịn đến cỡ hạt 0,3 mm sau đó tách bằng từ tr−ờng để thu tinh quặng magnesit. Phần không chứa magnesit đ−ợc khử slam ở cấp hạt 0,02 mm và tuyển nổi để thu tinh quặng apatit. Quặng đuôi sau tuyển nổi đ−ợc dùng để sản xuất xi măng hoặc để cải tạo những vùng đất chua. ở Phần Lan, ng−ời ta khai thác quặng apatit nghèo (4-5% P2O5) tại mỏ Silinharvi. Quặng gồm 10% apatit, 20% canxit và đolomit, 65% flogopit (mica vàng) và 5% khoáng silicat khác. Tinh quặng apatit tuyển nổi chứa 35-36% P2O5 ở dạng bánh với độ ẩm 8% đ−ợc đ−a đi sản xuất axit phôtphoric trích ly. Quặng đuôi tuyển nổi một phần đ−ợc dùng để cải tạo đất. ở Dimbabuê, tại mỏ Dorou ng−ời ta khai thác quặng apatit với tạp chất magnesit, chứa 4-13% P2O5 (trung bình 8%). Quặng đ−ợc làm giàu bằng cách rửa, nghiền, tách bằng từ tr−ờng và tuyển nổi. Để tuyển nổi, phầ
Luận văn liên quan