Слышали ли вы о тантал-ниобиевой руде? Он есть на вашем телефоне, ноутбуке, компьютере и телевизоре.
Тантал-ниобиевая руда общий термин для минералов, содержащих тантал и ниобий, обычно в форме колтана (колумбит-танталит). Тантал и ниобий относятся к редким металлам.
Тантал и ниобий являются важнейшими минералами
Тантал и ниобий, которые всегда появляются вместе, включены в список критически важных минералов США 2022 года и список критически важных сырьевых материалов ЕС.
Ниобий и тантал тесно симбиотичны, и их физические свойства имеют много общего. Обычно они содержатся в танталит-колумбитовых минералах пегматитов, гранитов и щелочных магматических пород.
Определение обогащения тантал-ниобиевых руд в основном основано на свойствах сырой руды. Ниже приведены некоторые физические свойства минералов ряда танталит-колумбит:
- Состав: группа минералов, содержащих элементы тантала (Ta) и ниобия (Nb).
- Цвет: Цвет тантал-ниобиевой руды варьируется, но обычно он черный, коричневый, коричневый или красновато-коричневый.
- Твердость: Твердость по шкале Мооса варьируется от 6 до 6,5. Они устойчивы к износу и выдерживают механические воздействия.
- Блеск: Минералы тантала-ниобия имеют металлический или субметаллический блеск и блестящий вид.
- Магнетизм: Из-за присутствия железа в кристаллической структуре, особенно колумбита, он обладает слабыми магнитными свойствами.
- Плотность: Минералы относительно плотные, их удельный вес обычно находится в пределах 5,8-8,2 г/см3. Такая высокая плотность позволяет легко разделять их под действием силы тяжести.
Существует 10 видов ниобиевого и танталового промышленного минерального сырья, но основными добываемыми рудами являются следующие 3 вида:
- Танталит: содержит Ta2O5＞72,18%, Nb2O5＜10,33%
- Колумбит: содержит Ta2O5＜14,55%, Nb2O5＞63,77%
- Пирохлор: содержание Ta2O5 1,44-6,65%, содержание Nb2O5 56,01-67,77%
История добычи колтана
Как добывают колтан? Процесс его добычи довольно примитивен, похож на то, как добывали золото в Калифорнии в 1800-х годах. Руда добывается вручную горняками, а камень и песок промываются и фильтруются до тех пор, пока минералы не опускаются на дно.
Мелкомасштабная кустарная добыча полезных ископаемых распространена в некоторых частях Африки и может создавать проблемы для окружающей среды или безопасности. С развитием времени горнодобывающее оборудование становится все более необходимым.
Процесс обогащения тантал-ниобиевых руд
Этап 1: Дробление и измельчение
Танталитовая и колумбитовая руды хрупкие, а минеральные мономеры сравнительно легко диссоциируют. Добытая тантал-ниобиевая руда сначала измельчается молотковой дробилкой, толщина которой может достигать 25 мм.
После того, как руда измельчается до мелких частиц, она равномерно отправляется в шаровую мельницу с помощью питателя руды для дробления и измельчения. Измельчение руды помогает высвободить ценные минералы (такие как тантал и ниобий) из пустой породы.
Этап 2: Мойка и сортировка
Тантал-ниобиевая руда содержит много ила, причем даже в россыпных рудниках содержание ила превышает 70%. При работе с глинами высокой вязкости необходима операция промывки руды.
Измельченная руда поступает в барабаномоечную машину для первичного обесшламливания. После этого мелочь тантал-ниобиевой руды отправляется в спиральный классификатор для очистки и классификации рудной смеси. После двух промывок содержание грязи в сырье составляет менее 2%.
Этап 3: Многоступенчатое обогащение
Танталит-ниобиевые руды представляют собой преимущественно полиметаллические руды, такие как тантал, ниобий, олово, вольфрам, литий и бериллий. Он имеет характеристики низкого содержания сырой руды и сложного минерального состава. Процесс переработки полезных ископаемых обычно делится на грубое разделение и обогащение.
① Черновая сепарация тантал ниобиевой руды - метод гравитационного разделения
В настоящее время важнейшим методом переработки тантал-ниобиевых руд является гравитационное разделение, особенно при обогащении тантал-ниобиевых песчаных руд на побережьях морей, рек и песчаных пляжах. Сырая руда содержит ценные металлы, такие как колумбит, танталит, касситерит, цирконовый песок, ильменит и т. д., с большой разницей по удельному весу.
Спиральный желоб обычно используется для отделения тантал-ниобиевой руды более высокой чистоты. Большую часть пустой породы сначала отбрасывают, чтобы получить низкосортный смешанный грубый концентрат. Затем используйте встряхивающий стол, чтобы отделить концентрат или хвосты и получить разнообразные продукты.
② Очистное разделение тантал ниобиевой руды - магнитная сепарация, флотация, комбинированный процесс
Танталит и колумбит являются естественными магнитными минералами из-за содержания железа и подходят для гравитационно-магнитной сепарации. Мокрый магнитный сепаратор может эффективно отделять тантал, ниобий и немагнитные минералы и улучшать качество концентрата, чем сухой магнитный сепаратор.
Для тантал-ниобиевых руд, которые мелкозернисты, содержат мелкий шлам и трудносортируемы, в основном применяют гравитационное разделение - флотацию. Обычно используемые собиратели для флотации тантала и ниобия включают жирные кислоты, мышьяковые кислоты, катионные собиратели и т. д. Метод флотации имеет высокий индекс разделения, но потребляет много химикатов и стоит дорого.
Где добывают тантал-ниобиевую руду?
Месторождения тантала и ниобия имеются во многих странах мира. Некоторые страны, которые были заминированы или сконцентрированы в истории:
- Демократическая Республика Конго (ДРК): Конго является одним из крупнейших производителей тантал-ниобиевой руды с обильными запасами в восточном регионе.
- Руанда: Руанда является еще одним важным производителем тантал-ниобиевой руды на африканском континенте.
- Нигерия: В Нигерии имеются месторождения колтана, часто связанные с добычей олова.
- Австралия: Западная Австралия является крупным производителем танталового концентрата.
- Бразилия: Бразилия является крупнейшим в мире производителем и добычей ниобия.
- Канада: Месторождения пегматитов в Канаде часто содержат минералы тантала и ниобия.
Демократическая Республика Конго и Руанда производят более половины мирового производства тантала. Ежегодное производство ниобия в Бразилии составляет 88% от общего мирового производства. Вот конкретные решения из Конго и Бразилии.
Решения FTM Machinery для тантал-ниобиевой руды
Завод по переработке россыпей тантала-ниобия в Конго
Тантал-ниобиевые руды Африки представляют собой преимущественно песчаные руды с высокой степенью окисления. Тантал-ниобиевые руды и пустые породы имеют высокую степень диссоциации, легко добываются и очищаются. Однако необработанная руда содержит много липкой грязи и легко обволакивается илом.
Поэтому способ обогащения тантал-ниобиевых россыпей в Конго прост.
- Сначала используйте барабанное сито для обесшламления сырой руды;
- После этого рудный песок дважды поступает на вибростол для гравитационного разделения и обогащения;
- Наконец, магнитный сепаратор используется для разделения магнитных минералов с получением тантал-ниобиевого концентрата.
FTM Machinery предоставляет оборудование
| Машина | Модель | Количество |
| Барабанное сито | YTS2040 | 1 |
| Стол шейкерный | 6-S тип | 2 |
| Магнитный сепаратор | CTB1024 | 1 |
| Ленточный конвейер | TD75 тип | 4 |
100 т/ч обогащение тантал-ниобиевой руды: Да! Мне это интересно.
Завод тантал-ниобий-цирконий в Бразилии
В крупном тантал-ниобий-циркониевом месторождении гранитного типа в Бразилии основными полезными минералами являются танталит, колумбит, циркон и монацит. Минералы мелкозернистые, тесно связаны с плагиоклазом, кварцем и слюдой, обладают плохими диссоциационными свойствами.
Гравитационным разделением сырой руды трудно получить качественную продукцию из тантала, ниобия и циркония, а степень извлечения низкая. Использование смешанной флотации позволяет значительно повысить общую нефтеотдачу.
FTM Machinery предоставляет оборудование
| Машина | Модель | Модель |
| Молотковая дробилка | PCZ1308 | 1 |
| Мельница шаровая | Ф2700×4000 | 1 |
| Барабанное сито | YTS1550 | 1 |
| Стол шейкерный | 6-S тип | 2 |
| Флотационная машина | KYF-24 | 2 |
| Конвейер ленточный | TD75 тип | 6 |
Наконец, заказчик применил процесс "дробление - тонкое измельчение - обесшламление - гравитационное разделение - смешанная флотация тантала, ниобия и циркония" для переработки руды и получения смешанных концентратов тантала, ниобия и циркония.
Информация о бразильском заводе по переработке полезных ископаемых
| Минеральная | Nb2O5 | ZrO2 | Ta2O5 |
| Содержание сырой руды | 1,17% | 3,12% | 0,046% |
| Концентрат марка | 9,43% | 24,95% | 0,36% |
| Скорость восстановления | 77,37% | 76,77% | 75,13% |
50-80 т/ч обогащение тантал-ниоби-циркониевых руд: Да! Мне это интересно.
Для чего используются тантал и ниобий?
Благодаря своим уникальным свойствам тантал и ниобий имеют широкий спектр высокотехнологичных промышленных применений.
Каковы виды использования тантала (Ta)?
Электроника: Крупнейшим рынком тантала является производство конденсаторов. Около двух третей танталового порошка и проволоки используется для изготовления электронных конденсаторов, в том числе для сотовых телефонов, компьютеров, автомобилей и бытовой электроники.
Аэрокосмическая отрасль: Металлический тантал используется в аэрокосмической отрасли, особенно при производстве высокотемпературных, устойчивых к коррозии компонентов ракет, самолетов и ракетных систем.
Медицинские приборы: Тантал это биосовместимость и устойчивость к биологическим жидкостям в медицинской промышленности. Он используется в медицинских имплантатах и устройствах, таких как кардиостимуляторы и ортопедические имплантаты.
Химическая промышленность: Тантал ценен в химии благодаря своей устойчивости к коррозии кислотами. Его можно использовать для изготовления испарительных сосудов, электродов электронных ламп, выпрямителей и агрессивных химикатов.
Каковы виды использования ниобия (Nb)?
Сталелитейная промышленность: Около 80% производимого в мире ниобия используется для производства высокопрочной низколегированной стали (HSLA). Эти стали используются в строительстве, автомобилестроении и инфраструктурных проектах.
Сверхпроводник: Еще одним мощным применением ниобия является производство сверхпроводящих материалов. Сплав Nb-Ti сегодня является наиболее широко используемым и используемым сверхпроводящим материалом.
Ювелирное производство: Уникальные свойства поверхности ниобия позволяют легко анодировать его для создания цветных поверхностных покрытий. Он популярен при производстве гипоаллергенных украшений.
Аэрокосмическая отрасль и электроника: В этих двух применениях ниобий подобен танталу, который используется при производстве конденсаторов, суперсплавов и жаропрочных сплавов.
Заключение
Тантал-ниобиевая руда существует как стратегический ресурс металла, и переработка полезных ископаемых имеет решающее значение. Мировой спрос на электронику, медицинское, аэрокосмическое и другое высокотехнологичное оборудование будет стимулировать рост спроса на металлический ниобий и тантал. Тантал-ниобиевая руда займет уникальное положение на рынке будущего.
