معالجة الصخور الفوسفاتية

يجري في فلوريدا تعدين الفوسفات الصخرية ، الصلبة والحصوية . وتوجد الفوسفات الصخرية الصلبة على شكل عقيدات وجلاميد في جيوب غير منتظمة ، ولكن استثمارها محدود . توجد الرواسب الحصوية الأكثر امتداداً والأرخص تعديناً تحت غطاء صخري أو ترابي بثخانة 6 م تقريباً ، ولكن أهميتها الفوسفاتية منخفضة جداً بالنسبة للمعالجة الاقتصادية . تبلغ ثخانة الرواسب الحصوية نفسها ، التي تدعى بمادة الترابط Matrix ، من 3 ‏الى 9 ‏م . وتتركب هذه المادة من مواد غروية طينية ، وسليكا ، وربل ، وحصى فوسفاتي . تتروج حجوم الحصى من 1 ‏الى 27 ‏ملم .

‏يزال الغطاء ويقلب الى حفرة منجمية معدة سلفاً . وتزيل خطوط السحب التي تعمل كهربائيا مادة الترابط وتلقيها في منطقة محفورة . وتعمل المرشات الهيدرولية على تفتيت الطين في مادة الترابط وتجرفه الى مضخة السحب ، حيث ينقل عبر الانابيب عن طريق مضخات رملية الى مصنع التحسين benefication plant ‏( الصورة 1 ‏- 1 ) .

‏اكتشفت في تنيسي Tennessee ‏أربعة نماذج من الصخور الفوسفاتية ، العقيدية ، والزرقاء ، والبيضاء ، والبنية . ويجري تعدين الصخور البنية فقط في الوقت الحاضر ، باستخدام الطرق الجافة في حفرة مكشوفة . يختلف الغطاء الترابي الى حد كبير ويتراوح عمقه من 1.8 ‏- 2.4 ‏م . ومع ان الصخور الفوسفاتية تترسب اصلا في طبقات افقية ، الا انها في الحقول الغربية خضعت للانثناء ، والتصدع ، والارتفاع بتأثير التشوهات التي لحقت بالقشرة الارضية ونتبه العروق الصدعية .

‏قد تحتوي الصخور على ما يقرب من 75 ‏% من فوسفات الجير العظمية bone phosphate of lime ، ولكنها بسبب مزجها بمادة جدارية ، فان نسبة فوسفات الجير العظمية BPL تقارب 70 ‏% ( الجدول 1- 1 ‏) . وتحتوي الصخور على رطوبة بنسبة 4 ‏- 5 % بسبب بنيتها اللينة الى حد ما . ويجري تعدينها عادة بطرق تحت ارضية .

‏تحتوي الصخور الفوسفاتية في الولايات الغربية في اي مكان على كمية تتراوح من 50 ‏- 200 ‏غ من اليورانيوم في كل طن متري منها . ويتبع اليوم لاسترجاع اليورانيوم من الصخور الفوسفاتية معالجة معقدة ومكلفة هي المعالجة الرطبة بحمض الفوسفور ، وبعد المعالجة بحمض الكبريت ينتقل اليورانيوم الى المحلول وبعد الترشيح ، نعثر على جرم اليورنيوم في الرشاحة الحمضية . يسترجع بعضه بتقنية التبادل الأيوني . ‏ويستخلص من الصخور ايضاً ناتجان ثانويان قيمان هما الفلور والفاناديوم

‏الصورة 1 ‏- 1 ‏. مخطط انتاج تحسين الصخور الفوسفاتية في فلوريدا .

في المنطقة الحصوية في فلوريدا لم تسترجع في البداية إلا الصخور الفوسفورية الخشنة ، ذات المحتوى العالي من فوسفات الجير العظمية ، وهدرت الدقائق الخام التي تحتوي على نسبة متدنية من الفوسفات . في العشرينات ، بدأ عمل تجريبي لتطوير معالجة طفو الزبد التي تزيد من فوسفات الجير العظيمة في الدقائق الناعمة أو مادة الترابط الخام من 40 % الى 66 أو 68 % على الأقل . وكثيراً ما تطلق على هذا الإجراء تسمية التحسين beneficiation ، وتظهر الصورة 1-1 إحدى المعالجات الناجحة التي تستخدم في الوقت الحاضر . تتزايد أهمية العمليات التي طورت لتحسين المردود ، لأن رواسب الصخور الفوسفاتية من النوعية الجيدة ومن المعادن الأخرى سوف تستنفذ . لا تقدم هذه العمليات ناتجاً من درجة أعلى ، لكنها تيح استخلاص كميات أكبر ، ذات فائدة ، وتستخدم حتى في حالة ناتج منخفض السعر كالصخور الفوسفاتية .

تستقبل مادة الترابط المستخرجة من الرواسب الحصوية الفوسفاتية في فلوريدا في مصنع التحسين على شكل روبة slurry . وهناك تغسل لإزالة الطين والجزيئات الناعمة . يفصل الناتج الحصوي أكبر من + 16 mesh ويرسل للتخزين في صناديق كناتج صالح للتسويق . أما المادة الناتجة والأقل من – 16 mesh فينتزع طينها بإعصارات مائية hydrocyclones لإزالة مادة – 150 mesh ، وتكون بصورة رئيسية من الطين . تصنف تغذية الشبكة – 16 الى 150 فوق مناخل مائلة ثابتة . يعالج القسم بين – 16 و 24 كما نرى في الصورة 16-1 ، للحصول على إنتاج حلزوني مركز . وهذه عملية طفو القشرة التي تستخدم حلزونات هامفري Humphrey spirals . تفصل دائرة طفو الزبد الى اطواف floats ‏ناعمة وخشنة عند Mesh 35 ‏الامر الذي يتيح استرجاعاً اجمالياً اكبر من الاجزاء الاكثر خشونة. وتضاف مساعدات الطفو كالأحماض الدهنية المصبنة ( قشادات الصابون ). تعالج الركازات الخشنة الى حد ابعد بخطوة طفو اخرى باستخدام عامل طفو اميني . وتحمل الركازة النهائية 72 ‏- 78 ‏% ‏من فوسفات الجير العظمية .

الجدول 1- 1 ‏. الصخور الفوسفاتية المباعة او المستخدمة من قبل المنتجين في الولايات المتحدة ، بالصنف والولاية في عام 1981 ‏(( الاف الاطنان المترية والاف الدولارات ) .

‏تحتوي النفاية على نسبة صغيرة فقط من خامة الفوسفات وتجري الى منطقة النفايات. وتبين الصورة 1- 2 ‏مخطط توازن المواد لتعدين وتحسين الصخور الفوسفاتية؟ ويمكن انتاج ما معدله 4.7 ‏طناً في ساعة العمل .

‏الصورة 1 ‏- 2 ‏. مخطط توازن المواد من اجل الصخور الفوسفاتية في فلوريدا . يقدر انسياب المواد بالطن المتري سنوياً .