Науковий вісник НГУ

Фізико-хімічна характеристика фосфатних відходів: статистичний підхід і заходи з ефективної переробки (Алжир)

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2025

Останнє оновлення: 26 серпня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1811

Authors:

І. Лаала*, orcid.org/0009-0006-3684-9200, Університет Беджаї, Факультет науки і техніки, Лабораторія технології матеріалів і технологічних процесів (LTMGP), м. Беджая, Алжир, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. Бузіді, orcid.org/0000-0002-9154-5895, Університет Беджаї, Факультет науки і техніки, Лабораторія технології матеріалів і технологічних процесів (LTMGP), м. Беджая, Алжир

Д. Еліче-Кесада, orcid.org/0000-0003-3803-9595, Університет Хаена, Кафедра хімічної, екологічної та матеріалознавчої інженерії, Вища політехнічна школа Хаена, м. Хаен, Королівство Іспанія; Університет Хаена, Центр передових досліджень у галузі наук про Землю, енергетики та навколишнього середовища (CEACTEMA), м. Хаен, Королівство Іспанія

Х. Бузеріба, orcid.org/0009-0009-9378-7343, Університет Беджаї, Факультет науки і техніки, Лабораторія технології матеріалів і технологічних процесів (LTMGP), м. Беджая, Алжир

К. Курчеану, orcid.org/0000-0002-1990-0127, INFN-Національний інститут ядерної фізики, Національні лабораторії Фраскаті, м. Рим, Італія

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (4): 037 - 045

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-4/037

Abstract:

Мета. Детальне дослідження сухих відходів фосфату родовища Джебель-Онк Алжиру. Видобуток руди методом сухого збагачення призводить до утворення двох видів відходів: крупні сухі відходи із розміром частинок +2 і +1 мм (із назвою CDR) та дрібні відходи з турбовентиляційного сортувальника (із назвою TSV).

Методика. Із метою характеристики вибіркових зразків, взятих із досліджуваної ділянки, використовуються кілька методів, включаючи рентгенівську флуоресцентну спектрометрію (XRF) у хімічній оцінці, а також сучасний статистичний метод на основі аналізу головних компонентів, рентгенівську дифракційну спектрометрію (XRD), інфрачервону спектрометрію з Фур’є-перетворенням (FTIR), термогравіметричний аналіз і диференціальну скануючу калориметрію (TGA/DSC), а також скануючу електронну мікроскопію в поєднанні з енергодисперсійною спектрометрією (SEM-EDS).

Результати. Отримані результати показують, що сухі фосфатні відходи в основному складаються із гідроксиапатиту й фторапатиту, пов’язаних із доломітом, кальцитом, кварцом і мусковітом. Хімічна оцінка за допомогою XRF і розширеного статистичного аналізу показує, що сухі фосфатні відходи мають склад, схожий на сирий фосфат, хоча відрізняються за мінеральним складом: у випадку крупних відходів, Na, Sr та S пов’язані з апатитною фазою, тоді як для дрібних відходів, позначених як TSV, з нею пов’язаний лише стронцій, поряд із глинистою фазою, що містить Ti, Fe, Cr, Zn тощо. На підтвердження цього висновку виявлено значний вміст CaO і P₂O₅, що перевищує 46,33 і 25,41 % (мас.%) відповідно для TSV. Навпаки, відходи CDR містили 45,45 % CaO і 24,78 % P₂O₅, поряд із переважаючими апатитовими мінералами (гідроксиапатит і фторапатит), що найбільше присутні у фракції CDR 0,25 мм із майже 29 (мас.%) P₂O₅.

Наукова новизна. У дослідженні представлені цінні висновки щодо ефективного використання й валорізації сухих відходів фосфатів на основі статистичного методу прогнозування мінерального складу.

Практична значимість. Склад сухих відходів фосфатів, збагачений фосфором, свідчить про можливість їх ефективної переробки. Наприклад, фракція CDR розміром 0,25 мм може бути перероблена безпосередньо за допомогою відповідних процесів сортування, тоді як дрібні частинки TSV містять більше 40 % фракції, розмір якої перевищує розмір сита (80 мкм), що вимагає додаткового сортування для запобігання втрати концентрованої руди P₂O₅. Також підкреслюється потенційне використання різних зразків у будівельних матеріалах або як добриво для ґрунту. Фіксація мікроелементів пов’язана із вивільненням глинистої матриці в деяких зразках, що відкриває можливості для подальшої переробки й вилучення цінних речовин.

Ключові слова: відходи гірничодобувної промисловості, хвости збагачення, переробка фосфатної руди, турбовентильований сортувальник, утилізація фосфатних відходів, родовище Джебель-Онк

References.

1. Makhathini, T. P., Bwapwa, J. K., & Mtsweni, S. (2023). Various Options for Mining and Metallurgical Waste in the Circular Economy: A Review. Sustainability, 15(3), 2518. https://doi.org/10.3390/SU15032518

2. Eskanlou, A., & Huang, Q. (2021). Phosphatic waste clay: Origin, composition, physicochemical properties, challenges, values and possible remedies – A review. Minerals Engineering, 162, 106745. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106745

3. Mafra, C., Bouzahzah, H., Stamenov, L., & Gaydardzhiev, S. (2020). Insights on the effect of pyrite liberation degree upon the acid mine drainage potential of sulfide flotation tailings. Applied Geochemistry, 123, 104774. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104774

4. Ait-Khouia, Y., Benzaazoua, M., & Demers, I. (2021). Environmental desulfurization of mine wastes using various mineral processing techniques: Recent advances and opportunities. Minerals Engineering, 174, 107225. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107225

5. Plante, B. (2010). Evaluation des principaux facteurs d’influence sur la prédiction du drainage neutre contaminé [Université du Québec]. Retrieved from https://scholar.google.com/scholar_lookup?title=%C3%89valuation%20des%20principaux%20facteurs%20d%27influence%20sur%20la%20pr%C3%A9diction%20du%20drainage%20neutre%20contamin%C3%A9&author=B.%20Plante&publication_year=2010

6. Mayes, W. M., Potter, H. A. B., & Jarvis, A. P. (2009). Novel approach to zinc removal from circum-neutral mine waters using pelletised recovered hydrous ferric oxide. Journal of Hazardous Materials, 162(1), 512-520. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2008.05.078

7. Dold, B. (2017). Acid rock drainage prediction: A critical review. Journal of Geochemical Exploration, 172, 120-132. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2016.09.014

8. Khelifi, F., Caporale, A. G., Hamed, Y., & Adamo, P. (2021). Bioaccessibility of potentially toxic metals in soil, sediments and tailings from a north Africa phosphate-mining area: Insight into human health risk assessment. Journal of Environmental Management, 279, 111634. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111634

9. Mineral commodity summaries 2024 (2024). https://doi.org/10.3133/mcs2024

10.      Karunanithi, R., Szogi, A. A., Bolan, N., Naidu, R., Loganathan, P., Hunt, P. G., Vanotti, M. B., …, & Krishnamoorthy, S. (2015). Phosphorus Recovery and Reuse from Waste Streams, (pp. 173-250). https://doi.org/10.1016/bs.agron.2014.12.005

11.      Ettoumi, M., Jouini, M., Neculita, C. M., Bouhlel, S., ­Coudert, L., Taha, Y., & Benzaazoua, M. (2021). Characterization of phosphate processing sludge from Tunisian mining basin and its potential valorization in fired bricks making. Journal of Cleaner Production, 284, 124750. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124750

12.      Amrani, M., Taha, Y., Kchikach, A., Benzaazoua, M., & Hakkou, R. (2019). Valorization of Phosphate Mine Waste Rocks as Materials for Road Construction. Minerals, 9(4), 237. https://doi.org/10.3390/min9040237

13.      Amar, H., Benzaazoua, M., Elghali, A., Hakkou, R., & Taha, Y. (2022). Waste rock reprocessing to enhance the sustainability of phosphate reserves: A critical review. Journal of Cleaner Production, 381, 135151. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2022.135151

14.      Abouzeid, A.-Z. M. (2008). Physical and thermal treatment of phosphate ores – An overview. International Journal of Mineral Processing, 85(4), 5984. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2007.09.001

15.      Elbendary, A., Aleksandrova, T., & Nikolaeva, N. (2019). Influence of operating parameters on the flotation of the Khibiny Apatite-Nepheline Deposits. Journal of Materials Research and Technology, 8(6), 5080-5090. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.08.027

16.      Boujlel, H., Daldoul, G., Tlil, H., Souissi, R., Chebbi, N., Fattah,  N., & Souissi, F. (2018). The Beneficiation Processes of Low-Grade Sedimentary Phosphates of Tozeur-Nefta Deposit (Gafsa-Metlaoui Basin: South of Tunisia). Minerals 2019, 9(1), 2. https://doi.org/10.3390/MIN9010002

17.      Ruan, He, & Chi (2019). Review on Beneficiation Techniques and Reagents Used for Phosphate Ores. Minerals, 9(4), 253. https://doi.org/10.3390/min9040253

18.      El Ouardi, E. M., Zeroual, A., Khallouq, K., Darfi, S., & Jedaa, A. (2020). Impact of washing followed by calcination on the quality of bouchane phosphate of Morocco. International Journal of Design and Nature and Ecodynamics, 15(4), 555-563. https://doi.org/10.18280/IJDNE.150413

19.      Guo, F., & Li, J. (2010). Separation strategies for Jordanian phosphate rock with siliceous and calcareous gangues. International Journal of Mineral Processing, 97(1-4), 74-78. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2010.08.006

20.      Bachouâ, H., Othmani, M., Coppel, Y., Fatteh, N., Debbabi, M., & Badraoui, B. (2014). Structural and thermal investigations of a Tunisian natural phosphate rock. Journal of Materials and Environmental Science, 5(4), 1152-1159.

• < Попередня
• Наступна >