خام التنتالوم النيوبيوم ، الذي يوجد غالبا في شكل كولتان (كولومبيت-تنتاليت) ، هو معدن مهم يستخدم في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون. يعتبر كل من التنتالوم والنيوبيوم معادن نادرة ومدرجان في قوائم المعادن الحرجة من قبل الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي.
يعتمد إثراء خام التنتالوم والنيوبيوم على خصائصه الفيزيائية. فيما يلي بعض الخصائص الرئيسية لمعادن التانتاليت كولومبيت:
- التركيب: يحتوي على كل من عناصر التنتالوم (Ta) والنيوبيوم (Nb).
- اللون: متنوع ولكن عادة ما يكون أسود أو أسمر أو بني أو بني محمر.
- الصلابة: تتراوح صلابة موس من 6 إلى 6.5 ، مما يجعلها مقاومة للتآكل.
- اللمعان: بريق معدني أو شبه معدني ، مما يمنحها مظهرا لامعا.
- المغناطيسية: بسبب وجود الحديد ، وخاصة في الكولومبايت ، فإنها تظهر خصائص مغناطيسية ضعيفة.
- الكثافة: كثيفة نسبيا ، مع قيم جاذبية نوعية تتراوح عادة من 5.8 إلى 8.2 جم / سم مكعب ، مما يسهل فصل الجاذبية.
تشمل الأنواع الرئيسية من المواد الخام المعدنية الصناعية للتنتالوم والنيوبيوم التانتاليت والكولومبيت والبيروكلور ، ولكل منها تركيبات مختلفة.
غالبا ما تكون عملية تعدين الكولتان بدائية ، حيث تتضمن الاستخراج اليدوي من قبل عمال المناجم وما يتبعه من غسل وتصفية الصخور والرمال حتى تستقر المعادن في القاع. التعدين الحرفي على نطاق صغير شائع في أجزاء من أفريقيا ، لكنه قد يثير مخاوف تتعلق بالبيئة والسلامة.
في عملية إثراء خام التنتالوم والنيوبيوم ، عادة ما يتم تضمين المراحل التالية:
1. التكسير والطحن: خام التانتاليت والكولومبيت هش ، مما يجعل من السهل نسبيا فصل المونومرات المعدنية. يساعد التكسير والطحن في تكسير الخام إلى جزيئات أصغر لمزيد من المعالجة.
تتضمن عملية استخراج خام التنتالوم والنيوبيوم عادة عدة مراحل لضمان فصل وتركيز المعادن الثمينة من مادة الشوائب.
المرحلة 1: التكسير والطحن
- يتم سحق خام التنتالوم والنيوبيوم في البداية إلى حجم جسيم مناسب (حوالي 25 مم) بواسطة كسارة مطرقة.
- ثم يتم إرسال الخام المسحوق إلى مطحنة كروية لمزيد من الطحن ، مما يساعد على إطلاق المعادن الثمينة من مادة الشوائب.
المرحلة 2: الغسيل والدرجات
- غالبا ما يحتوي خام التنتالوم النيوبيوم على نسبة عالية من الطين ، خاصة في المناجم الغرينية حيث يمكن أن يتجاوز محتوى الطين 70٪.
- يخضع خام الأرض لعملية إزالة أولية في غسالة أسطوانية لإزالة الطين الزائد.
- بعد ذلك ، يتم تنظيف غرامات الخام وتصنيفها باستخدام مصنف حلزوني ، مما يقلل من محتوى الطين إلى أقل من 2٪.
المرحلة 3: الإثراء متعدد المراحل
- خام التنتاليت النيوبيوم عادة ما يكون متعدد المعادن ، يحتوي على التنتالوم والنيوبيوم والقصدير والتنغستن والليثيوم والبريليوم وغيرها.
- تنقسم عملية الإثراء إلى فصل خشن وتركيز.
- فصل التخشين: الفصل بالجاذبية هو الطريقة الأساسية ، خاصة بالنسبة لخام رمل التنتالوم والنيوبيوم الموجود في المناطق الساحلية. يستخدم المزلق الحلزوني بشكل شائع لفصل الخام ، والتخلص من معادن الشوائب للحصول على تركيز خشن منخفض الجودة. يتم تحقيق مزيد من الفصل باستخدام طاولة تهتز.
- فصل التنظيف: يتم استخدام الفصل المغناطيسي والتعويم لمزيد من التنقية.
- الفصل المغناطيسي فعال لفصل التانتاليت والكولومبيت بسبب محتواهما من الحديد. تستخدم الفواصل المغناطيسية الرطبة لتحسين درجة التركيز.
- التعويم مناسب للخام الحبيبي الدقيق مع محتوى الطين الناعم. تستخدم المجمعات مثل الأحماض الدهنية والمجمعات الكاتيونية للتعويم.
التوزيع العالمي لخام التنتالوم والنيوبيوم
- توجد رواسب التنتالوم والنيوبيوم في العديد من البلدان حول العالم ، بما في ذلك:
- جمهورية الكونغو الديمقراطية: واحدة من أكبر المنتجين مع احتياطيات وفيرة.
- رواندا: منتج مهم آخر في القارة الأفريقية.
- نيجيريا: غالبا ما ترتبط رواسب الكولتان بعمليات تعدين القصدير.
- أستراليا: منتج رئيسي ، لا سيما في غرب أستراليا.
- البرازيل: أكبر منتج للنيوبيوم في العالم.
- كندا: تحتوي رواسب البيغماتيت على معادن كبيرة من التنتالوم والنيوبيوم.
حلول ماكينات FTM
- توفر FTM Machinery حلولا مخصصة لمعالجة خام التنتالوم والنيوبيوم ، بما في ذلك تصميمات المصانع واختيار المعدات ، والتي تلبي المتطلبات المحددة في مناطق مثل جمهورية الكونغو الديمقراطية والبرازيل.
من خلال طرق المعالجة الفعالة واختيار المعدات المناسبة ، يمكن استخراج معادن التنتالوم والنيوبيوم القيمة وتنقيتها من رواسب الخام في جميع أنحاء العالم. يعتبر خام التنتالوم النيوبيوم ، الذي يوجد غالبا في شكل كولتان (كولومبيت-تنتاليت) ، أمرا بالغ الأهمية لمختلف الصناعات نظرا لخصائصه الفريدة. في مناطق مثل الكونغو ، حيث تكون رواسب الغرينية من التنتالوم والنيوبيوم شائعة ، يتم استخدام طرق إثراء بسيطة. عادة ، يتم استخدام شاشة تروميل لإزالة الخام الخام ، متبوعا بفصل الجاذبية على طاولة اهتزاز لإثراء محتوى التنتالوم والنيوبيوم. ثم يساعد الفصل المغناطيسي على زيادة تحسين التركيز.
بالنسبة للعمليات واسعة النطاق ، مثل تلك الموجودة في البرازيل مع رواسب التنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم المعقدة ، يتم استخدام عمليات التعويم المختلطة. يتضمن ذلك التكسير والطحن الدقيق وإزالة السموم وفصل الجاذبية والتعويم المختلط لتحقيق معدلات استرداد أعلى والحصول على مركزات مختلطة من التنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم.
تطبيقات التنتالوم والنيوبيوم واسعة:
- يستخدم التنتالوم بشكل أساسي في المكثفات الإلكترونية ومكونات الطيران والغرسات الطبية والأوعية الكيميائية بسبب الموصلية الممتازة ومقاومة التآكل والتوافق الحيوي.
- يستخدم النيوبيوم على نطاق واسع في إنتاج الصلب عالي القوة ، والمواد فائقة التوصيل ، والمجوهرات ، ومكونات الفضاء / الإلكترونية ، وذلك بفضل قدرته على تقوية الفولاذ ، وتوصيل الكهرباء ، وتشكيل الطلاء الملون.
مع استمرار ارتفاع الطلب العالمي على المعدات عالية التقنية ، من المتوقع أن يزداد الطلب على التنتالوم والنيوبيوم أيضا. هذا يضع خام التنتالوم والنيوبيوم كمورد استراتيجي مع إمكانات سوقية كبيرة في مختلف الصناعات.