Новости

Фосфаты – важнейшая основа мирового сельского хозяйства, обеспечивающая продовольствием весь мир посредством удобрений. Однако добыча этого важного ресурса сталкивается с уникальной и постоянной проблемой: пенообразованием. При сложной переработке фосфатных руд, от обогащения до производства фосфорной кислоты, чрезмерное пенообразование не только создаёт проблемы, но и создаёт значительные эксплуатационные и экономические трудности. Поэтому специализированные фосфатные пеногасители являются ключевыми технологическими добавками.

Почему переработка фосфатов так склонна к пенообразованию?

Переработка фосфоритной руды включает несколько стадий, подверженных пенообразованию:

1. Обогащение (флотация): этот ключевой процесс отделяет ценные фосфатные минералы от кремнезёма и других пустых пород. В нём используются преимущественно поверхностно-активные вещества (собиратели, пенообразователи), образующие пузырьки, переносящие частицы фосфата. Эти химикаты также могут при необходимости создавать мощную пену, особенно в следующих ситуациях:

Мелкие глины и грязи: эти сверхтонкие частицы часто встречаются в фосфатных отложениях и могут стабилизировать пенные пленки.

Высокая ионная сила: фосфатные суспензии часто содержат растворенные соли (например, Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻), которые повышают стабильность пены.

Органическое вещество: Органическое вещество, естественным образом присутствующее в руде, может действовать как дополнительный стабилизатор пены.

2. Выщелачивание (подкисление): Реакция фосфатной руды с серной кислотой с образованием фосфорной кислоты и гипса (мокрый процесс) является сильно экзотермической и сопровождается бурным выделением газа (карбонатов до CO₂, фторидов до SiF₄). Эта бурная реакция в сочетании с выделением белков и других органических стабилизаторов пены из породы может привести к образованию крупных, устойчивых слоев пены.

3. Сгущение и фильтрация: Пена может препятствовать скорости осаждения в сгустителях, снижать эффективность фильтрации лент или фильтров, а также вызывать проблемы с переполнением.

Неконтролируемая пена при производстве фосфата обходится дорого

Игнорирование пены может привести к реальным потерям:

1. Сокращение производства: пена может вытеснять ценный объем шлама в резервуарах, реакторах и сгустителях, ограничивая производительность переработки.

2. Потеря продукта: переливная пена может переносить ценные фосфатные частицы или кислотный туман, что напрямую влияет на производственные затраты.

3. Неэффективность эксплуатации: пена может вызвать кавитацию насоса, нестабильный контроль уровня и неточные показания счетчика.

4. Увеличение времени простоя: частое ручное вмешательство для удаления пены или незапланированные простои для контроля переливов.

5. Риски для безопасности и окружающей среды: скользкие дорожки, потенциальные утечки химикатов из-за переливов, выбросы кислотного тумана или частиц из пены.

6. Потерянная энергия: эффективность теплопередачи в реакторах или испарителях снижается из-за пенной изоляции.

Помимо универсальных решений: потребность в специализированных фосфатных пеногасителях

Стандартные пеногасители часто неэффективны в сложных условиях переработки фосфатов. Вот почему так важны специализированные составы:

1. Чрезвычайно высокая химическая совместимость: пеногасители должны выдерживать воздействие сильнокислотных сред (особенно во время сбраживания, где pH менее 2), высоких температур, а также присутствие сильных окислителей, едких ионов (F⁻, SO₄²⁻) и концентрированных поверхностно-активных веществ, не разрушаясь и не выходя из строя.

2. Высокая эффективность по содержанию твердых веществ: пеногасители должны надежно работать в густых пульпах (обычно с содержанием твердых веществ более 60–70%), которые обычно встречаются в контурах флотации и в нижних продуктах сгустителей.

3. Высокое сопротивление сдвигу: такие процессы, как перекачивание и перемешивание, подвергают пеногасители воздействию значительных механических сил; поэтому пеногасители должны обладать сильной стабилизацией эмульсии.

4. Целенаправленная устойчивость к сложным стабилизаторам: эффективное проникновение и разрушение пен на основе глин, органических веществ и определенных ионных видов требует индивидуальной химической формулы.

5. Устойчивость/долговременность действия: пеногасители должны обеспечивать устойчивый контроль в течение длительного периода времени в непрерывном процессе, а не только быстрое снижение эффективности и быстрый отказ.

6. Минимальное негативное воздействие: пеногасители не должны влиять на процесс первичной флотации или качество конечного продукта (например, извлечение P₂O₅, образование кристаллов гипса).

Инженерный успех: ключевые особенности высокоэффективных фосфатных пеногасителей

1. Надежная система носителей: используйте носители, которые по своей природе стабильны в кислотных условиях с высокой ионной силой (например, определенные минеральные масла или синтетические жидкости).

2. Усовершенствованные гидрофобные частицы: используют специально обработанный диоксид кремния или другие гидрофобные частицы для эффективного разрушения сложных пенных пленок, стабилизированных глиной и органическими веществами.

3. Оптимизированная технология эмульгирования: обеспечивает эффективное диспергирование и стойкость пеногасителей в сложных технологических средах без быстрого разделения или инактивации.

4. Индивидуальные химические формулы: выберите активные ингредиенты и создайте смеси, специально предназначенные для противодействия уникальным стабилизаторам пены, преобладающим в фосфатных потоках (например, особые модификации полимеров).