Beneficiation of phosphate sludge rejected from Djebel Onk plant (Algeria)

Abstract

Purpose Flotation tests have been used in order to achieve the purposes of this study which are: To obtain the highest recovery with a maximum grade of P2O5 from the tailing generated by the phosphate plant of Djebel Onk in the East of Algeria. To get a good concentrate from the rejections, which gives an added value to the national economy. To preserve the human life and finally to protect the environment from the heavy metals contained in the tailings. Methods. To reach our goals we have used: the granular and XRD analysis to characterize the tailing composition so as to choose the right reagents and conduct a good flotation. Flotation tests were carried out using Sodium Oleate as a collector and alkyl hydroxamic acid (AERO 6493) as collector and frother, zeta-meter system to measure the Zeta potential of the phosphate tailing and define the convenient values insuring the particles surfaces’ best adsorption. Findings. The granular analysis has allowed us to observe a main mode represented by the fraction less than 125 μm equal to 76.77%; the weight yield of the second mode of fraction (–200 + 125) μm is about 18%; the third mode represents the coarse particle size range of a mesh of greater than 200 μm represents only 4.94% in yield. However, in the case of AERO 6493, the recovery reaches 97% in condition 150 mg/l of concentrate and 26.51% grade of P2O5. On the other hand, the flotation test with the sodium oleate shows a low recovery with good content on P2O5 which reaches 30%. Originality. Since the beginning of phosphate production in Djebel Onk phosphate complex in 1965, tailings have been evacuated into the nature without any further treatment. The originality of this work lays in the recovery of phosphate in the fine slice on the one hand and the elimination of heavy metals drained in the tailing on the other hand. Practical implications. Using the alkyl hydroxamic acid with different concentrations determined in the flotation tests leads to a greatest recovery of phosphate with minimum financial charges of exploitation, transport, crushing and grinding. In result, the productivity of the Djebel Onk complex can be increased and the environment can be preserved too.

Мета. Вилучення максимально чистого P2O5 з хвостів на фосфатному заводі Джебель Онк (Східний Алжир) з метою отримання з відходів високоякісного концентрату на основі флотаційних випробувань для забезпечення додаткового доходу, збереження здоров’я населення й запобігання забруднення навколишнього середовища важкими металами. Методика. Для досягнення мети були використані наступні методи: гранулометричний і рентгеноструктурний аналіз для визначення складу хвостів та вибору відповідного реагенту для забезпечення якісної флотації. Флотаційні випробування проводилися із використанням олеату натрію в якості збирача та алкіл-гідроксамової кислоти (AERO 6493) в якості збирача й піноутворювача, системи для вимірювання зета-потенціалу фосфатних хвостів і визначення його оптимальних значень, які забезпечують найкраще поглинання з поверхні часток. Результати. Гранулометричний аналіз дозволив виділити основний компонент, при якому фракція розміром менше 125 мкм склала 76.77%; вагова частка другого компонента із розміром фракції (–200 + 125) мкм становила близько 18%; і третій компонент був представлений великими частками розміром більше 200 мкм, які зайняли всього 4.94%. Однак, у разі використання AERO 6493 можливим є вилучення 97% за умови щільності концентрату 150 мг/л і 26.51% вмісту P2O5. З іншого боку, флотаційні випробування із використанням олеату натрію показали низький рівень вилучення фосфату при високому вмісті P2O5 – до 30%. Наукова новизна. Вперше доведено (з 1965 року) ефективність вилучення фосфатів із дрібної фракції хвостів збагачення поряд з вилученням із них важких металів на заводі Джебель Онк. До цього хвости не підлягали переробці, а розміщувалися за межами комплексу. Практична значимість. Використання алкіл-гідроксамової кислоти різної концентрації під час флотаційних випробувань дозволило досягти найбільшого вилучення фосфатів при мінімальних витратах на експлуатацію, транспорт, подрібнення й перемелювання. Це дозволить збільшити продуктивність комплексу Джебель Онк і зберегти стан навколишнього середовища.

Цель. Извлечение максимально чистого P2O5 из хвостов на фосфатном заводе Джебель Онк (Восточный Алжир) с целью получения из отходов высококачественного концентрата на основе флотационных испытаний для обеспечения дополнительного дохода, сохранения здоровья населения и предотвращения загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Методика. Для достижения цели были использованы следующие методы: гранулометрический и рентгеноструктурный анализ для определения состава хвостов и выбора подходящего реагента для обеспечения качественной флотации. Флотационные испытания проводились с использованием олеата натрия в качестве собирателя и алкил-гидроксамовой кислоты (AERO 6493) в качестве собирателя и пенообразователя, системы для измерения зета-потенциала фосфатных хвостов и определения его оптимальных значений, которые обеспечивают наилучшее поглощение с поверхности частиц. Результаты. Гранулометрический анализ позволил выделить основной компонент, при котором фракция размером менее 125 мкм составила 76.77%; весовая доля второго компонента с размером фракции (–200 + 125) мкм была около 18%; и третий компонент был представлен крупными частицами размером более 200 мкм, которые составили всего 4.94%. Однако, в случае использования AERO 6493 возможно извлечение 97% при условии плотности концентрата 150 мг/л и 26.51% содержания P2O5. С другой стороны, флотационные испытания с использованием олеата натрия показали низкий уровень извлечения фосфата при высоком содержании P2O5 – до 30%. Научная новизна. Впервые доказана (с 1965 года) эффективность извлечения фосфатов из мелкой фракции хвостов обогащения наряду с удалением из них тяжелых металлов на заводе Джебель Онк. До этого хвосты не подвергались переработке, а размещались за пределами комплекса. Практическая значимость. Использование алкил-гидроксамовой кислоты различной концентрации во время флотационных испытаний позволило достичь наибольшего извлечения фосфатов при минимальных затратах на эксплуатацию, транспорт, измельчение и перемалывание. Это позволит увеличить производительность комплекса Джебель Онк и сохранить состояние окружающей среді.