proses penambangan apatit

Penambangan dan Pengolahan Apatite: Sebuah Ikhtisar

apatite, sekelompok mineral fosfat, merupakan sumber utama fosfor, elemen penting bagi kehidupan dan komponen penting dalam pupuk pertanian. Oleh karena itu, penambangan dan pengolahan bijih apatit merupakan industri global yang penting. Proses keseluruhan biasanya melibatkan tiga tahap utama: Pertambangan batuan yang kaya fosfat (batuan fosfat), Penerima manfaat untuk meningkatkan kandungan fosfat dengan menghilangkan kotoran, Dan pemrosesan kimia untuk menghasilkan asam fosfat dan pupuk yang dapat digunakan. Metode spesifik yang digunakan sangat bervariasi tergantung pada sifat geologis dari endapan tersebut—apakah itu sedimen (yang paling umum) atau beku—dan lokasinya.

Metode Penambangan

Pilihan teknik penambangan ditentukan oleh kedalaman dan struktur badan bijih.

• Penambangan Permukaan (lubang terbuka): Ini adalah metode yang paling umum, terutama untuk yang berukuran besar, endapan sedimen dekat permukaan ditemukan di wilayah seperti Florida (Amerika Serikat), Maroko, dan Timur Tengah. Ini melibatkan pemindahan lapisan penutup (tanah dan batu yang menutupi bijih) dengan dragline, Sekop, atau ekskavator roda ember untuk mengekspos matriks fosfat, yang kemudian dibor, jahanam, dan diangkut untuk diproses.
• Penambangan Bawah Tanah: Digunakan ketika badan bijih berada pada kedalaman yang signifikan. Metode ini lebih kompleks dan mahal namun digunakan di beberapa lokasi dimana penambangan terbuka tidak memungkinkan. Teknik ruangan dan pilar adalah hal yang umum.

Proses Penerima Manfaat: Meningkatkan Bijih

Batuan fosfat yang ditambang mengandung persentase pengotor seperti silika yang tinggi, tanah liat, dan kalsit. Benefisiasi bertujuan untuk memisahkan apatit dari material gangue tersebut untuk menghasilkan kualitas pasar "konsentrat." Proses yang dominan adalah Flotasi Buih, namun metode lain juga penting.

Proses	prinsip	Aplikasi Khas
pencucian & Penyaringan	Menghilangkan tanah liat dan material lunak melalui pancaran air hidrolik dan memisahkan partikel berdasarkan ukurannya.	Langkah awal untuk sebagian besar bijih sedimen, khususnya yang matriksnya tidak terkonsolidasi.
Flotasi Buih	Menggunakan reagen kimia untuk membuat partikel fosfat bersifat hidrofobik; mereka menempel pada gelembung udara dan naik ke permukaan untuk dikumpulkan.	Metode utama untuk memisahkan fosfat dari pasir silika (Bijih mengandung silika) dan untuk pemurnian lebih lanjut.
kalsinasi	Memanaskan bijih ke suhu tinggi (~1200-1400°C) untuk menghilangkan bahan organik, karbonat, dan beberapa kotoran.	Digunakan untuk bijih berkarbonat tinggi yang flotasinya tidak efisien; boros energi namun efektif.
pemisahan magnetik	Memanfaatkan perbedaan kerentanan magnetik antar mineral.	Dapat digunakan untuk menghilangkan kotoran magnetik dari bijih beku apatit (MISALNYA., dari Rusia atau Brasil).

Misalnya, pada operasi fosfat khas Florida, matriks yang ditambang pertama-tama dipompa sebagai bubur ke pabrik pencucian di mana saringan dan hidrosiklon menghilangkan tanah liat. Fraksi seukuran pasir kemudian mengalami beberapa tahap flotasi—seringkali "flotasi crago" di mana fosfat dialirkan menjauh dari pasir kuarsa—untuk menghasilkan konsentrat yang rata-rata 30% P₂O₅.

pemrosesan kimia: Dari Batuan hingga Pupuk

Konsentrat fosfat yang diuntungkan mengalami perlakuan kimia agar larut bagi tanaman.

1. Serangan Asam Sulfat (Proses Basah): Lebih 90% asam fosfat diproduksi melalui metode ini. Konsentrat bereaksi dengan asam sulfat dalam serangkaian reaktor:
   Ca₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + 10H₂O → 3H₃PO₄ + 5CaSO₄·2H₂O + HF
   Fosfogipsum yang dihasilkan (kalsium sulfat) disaring. Asam fluorida (HF) produk sampingan diubah menjadi asam fluorosilicic atau terkandung dengan aman.
2. Produksi Pupuk: Asam fosfat yang dihasilkan dapat berupa:
   • Dinetralkan dengan amonia untuk membuat pupuk amonium fosfat (MISALNYA., Monoamonium Fosfat - PETA, Diamonium Fosfat - DAP).
   • Diproses lebih lanjut dengan panas untuk menghasilkan superfosfat atau tripel superfosfat (TSP).

Kasus Dunia Nyata: J.R. Tambang Smoky Canyon milik Perusahaan Simplot (Amerika Serikat)

Sedangkan sekarang dalam reklamasi, Smoky Canyon di tenggara Idaho memberikan contoh nyata pengolahan apatit beku yang disesuaikan dengan geologinya. Bijih batuan keras ditambang melalui metode lubang terbuka tetapi memerlukan aliran benefisiasi yang berbeda dibandingkan endapan sedimen karena mineraloginya terkunci dalam batuan karbonat-silikat..

• Proses: Setelah dihancurkan dan digiling, bijih tersebut mengalaminya flotasi yang dirancang khusus untuk bijih beku kaya karbonat. Kombinasi asam lemak dan bahan bakar minyak digunakan sebagai pengumpul.
• Fitur Utama: Langkah penting adalah penggunaan asam fosfat atau sulfat sebagai penekan mineral karbonat selama flotasi ("depresi kalsit"), memastikan pemulihan apatit secara selektif.
• Keluaran: Konsentrat tersebut kemudian diangkut melalui pipa slurry ke pabrik pupuk Simplot di Pocatello untuk diproses secara kimia menjadi asam fosfat dan pupuk padat seperti DAP..

Kasus ini menyoroti bagaimana alur pemrosesan apatit tidak bersifat universal namun direkayasa berdasarkan mineralogi spesifik deposit.

---

Pertanyaan Umum

1. Apa permasalahan lingkungan utama dalam penambangan apatit??
Kekhawatiran utama mencakup gangguan lanskap akibat penambangan terbuka, konsumsi air dan kontaminasi dari air proses/bahan kimia (MISALNYA., senyawa fluorida), dan pengelolaan limbah tailing dan tumpukan fosfogipsum dalam jumlah besar. Pengoperasian modern tunduk pada peraturan ketat yang memerlukan sistem pengelolaan air yang komprehensif, Pengendalian Debu, rencana reklamasi lahan pascatambang, dan pendekatan yang semakin inovatif terhadap pemanfaatan fosfogipsum.

2. Mengapa kita tidak bisa langsung menggunakan batuan fosfat mentah sebagai pupuk??
Kebanyakan batuan fosfat alam memiliki kelarutan yang rendah dalam kelembaban tanah, membuat sebagian besar fosfornya tidak tersedia bagi tanaman selama musim tanam yang pendek. Pemrosesan kimiawi dengan asam sulfat mengubahnya menjadi bentuk yang larut dalam air sehingga tanaman dapat dengan mudah diserap melalui akarnya.

3 . Yang membedakan endapan apatit sedimen dengan batuan beku?
endapan sedimen (MISALNYA., Maroko, Florida) terbentuk dari sedimen laut; mereka lebih lembut, sering kali merupakan pasir/tanah liat yang tidak terkonsolidasi dan kaya akan francolite (karbonat-fluorapatit). Deposito beku (MISALNYA., Semenanjung Kola-Rusia Brasil) terbentuk dari magma; merupakan bijih batuan keras yang kristal apatitnya terkunci di dalam batuan induk seperti karbonatit yang memerlukan penggilingan lebih halus dengan skema reagen berbeda selama flotasi

4 Apakah pasokan apatit global terancam??
Meskipun cadangan global yang berkualitas tinggi dan mudah ditambang tidak langka, namun secara geografis terkonsentrasi di Maroko 70% cadangan dunia menciptakan pertimbangan geopolitik Keberlanjutan jangka panjang berfokus pada peningkatan efisiensi penambangan, mendaur ulang fosfor dari aliran limbah seperti kotoran, sisa makanan, mengurangi kerugian limpasan pertanian