Notícias

O fosfato é uma base essencial para a agricultura global, fornecendo alimentos para o mundo por meio de fertilizantes. No entanto, a mineração deste importante recurso enfrenta um desafio único e persistente: a formação de espuma. No complexo processamento da rocha fosfática, desde o beneficiamento até a produção de ácido fosfórico, a formação excessiva de espuma não só é problemática, como também impõe um enorme ônus operacional e econômico. Portanto, antiespumantes de fosfato especializados são auxiliares de processamento essenciais.

Por que o processamento de fosfato é tão propenso à formação de espuma?

O processamento da rocha fosfática envolve várias etapas propensas à formação de espuma:

1. Beneficiamento (flotação): Este processo essencial separa minerais de fosfato valiosos da sílica e de outras gangas. Ele depende principalmente de surfactantes (coletores, espumantes) para produzir bolhas que transportam partículas de fosfato. Esses produtos químicos também podem produzir espumas potentes quando necessário, especialmente nas seguintes situações:

Argilas e lamas finas: essas partículas ultrafinas são comuns em depósitos de fosfato e podem estabilizar filmes de espuma.

Alta força iônica: Suspensões de fosfato geralmente contêm sais dissolvidos (por exemplo, Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻) que melhoram a estabilidade da espuma.

Matéria orgânica: A matéria orgânica naturalmente presente no minério pode atuar como um estabilizador de espuma adicional.

2. Digestão (acidificação): A reação da rocha fosfática com ácido sulfúrico para produzir ácido fosfórico e gesso (processo úmido) é altamente exotérmica e acompanhada por uma vigorosa evolução gasosa (carbonatos para CO₂, fluoretos para SiF₄). Essa reação turbulenta, combinada com a liberação de proteínas e outros estabilizadores orgânicos de espuma da rocha, pode formar grandes camadas de espuma persistentes.

3. Espessamento e filtragem: a espuma pode impedir a velocidade de sedimentação em espessadores, reduzir a eficiência de filtragem de correias ou filtros e causar problemas de transbordamento.

A espuma descontrolada na produção de fosfato é dispendiosa

Ignorar a espuma pode levar a perdas reais:

1. Produção reduzida: a espuma pode deslocar um volume valioso de polpa em tanques, reatores e espessadores, limitando a capacidade de processamento.

2. Perda de produto: a espuma transbordante pode transportar sólidos de fosfato valiosos ou névoa ácida, impactando diretamente os custos de produção.

3. Ineficiências operacionais: a espuma pode causar cavitação na bomba, controle de nível irregular e leituras imprecisas do medidor.

4. Aumento do tempo de inatividade: intervenção manual frequente para remover espuma ou tempo de inatividade não planejado para controlar transbordamentos.

5. Riscos de segurança e ambientais: passarelas escorregadias, possíveis derramamentos de produtos químicos devido a transbordamentos e liberação de névoa ácida ou partículas de espuma.

6. Energia desperdiçada: a eficiência da transferência de calor em digestores ou evaporadores é reduzida devido ao isolamento de espuma.

Além de soluções genéricas: a necessidade de antiespumantes de fosfato especializados

Os antiespumantes convencionais frequentemente falham no ambiente hostil e complexo do processamento de fosfato. Eis a razão pela qual formulações especializadas são essenciais:

1. Compatibilidade química extremamente alta: os antiespumantes devem ser capazes de suportar ambientes altamente ácidos (especialmente durante a digestão, onde o pH é menor que 2), altas temperaturas e a presença de oxidantes fortes, íons corrosivos (F⁻, SO₄²⁻) e surfactantes concentrados sem quebrar ou falhar.

2. Alto desempenho de sólidos: os antiespumantes devem ter desempenho confiável em lamas espessas (normalmente excedendo 60-70% de sólidos) comumente encontradas em circuitos de flotação e subfluxos de espessadores.

3. Alta resistência ao cisalhamento: Processos como bombeamento e agitação submetem os antiespumantes a fortes forças mecânicas; portanto, os antiespumantes precisam ter forte estabilização da emulsão.

4. Resistência direcionada a estabilizadores complexos: a penetração e a ruptura efetivas de espumas suportadas por argilas, compostos orgânicos e espécies iônicas específicas exigem uma formulação química personalizada.

5. Persistência/desempenho duradouro: os antiespumantes precisam fornecer controle sustentado por um longo período de tempo em um processo contínuo, não apenas uma queda rápida e falha rápida.

6. Impacto negativo mínimo: os antiespumantes não devem interferir no processo de flotação primária ou na qualidade do produto posterior (por exemplo, recuperação de P₂O₅, formação de cristais de gesso).

Sucesso da engenharia: Principais características dos antiespumantes de fosfato de alto desempenho

1. Sistema de transporte robusto: use transportadores que sejam inerentemente estáveis em condições ácidas e de alta força iônica (por exemplo, óleos minerais específicos ou fluidos sintéticos).

2. Partículas hidrofóbicas avançadas: utilize sílica especialmente tratada ou outras partículas hidrofóbicas para romper efetivamente filmes de espuma complexos estabilizados por argila e matéria orgânica.

3. Tecnologia de emulsificação otimizada: garante dispersão e persistência eficazes de antiespumantes em meios de processo desafiadores sem separação ou inativação rápida.

4. Formulações químicas personalizadas: selecione ingredientes ativos e formule misturas projetadas especificamente para neutralizar os estabilizadores de espuma exclusivos predominantes em fluxos de fosfato (por exemplo, modificações específicas de polímeros).