Wet grinding effect on the release of phosphate grains and gangue mineral grains of phosphate ores from the Djebel Onk deposit

• Autorzy: Boutemdjet Assia , Tahri Tourkia , Zeriri Ibtissem , Mekti Zohir , Kherfane Wahida , Sakher Elfahem , Celik Mehmet Sabri , Bezzi Nacer , Bouzenzana Abdellali , Benselhoub Aissa

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2024.4.3

Warianty tytułu

PL

Wpływ mielenia na mokro na uwalnianie ziaren fosforanów i ziaren minerałów płonnych rud fosforanowych ze złoża Djebel Onk

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of grinding on the chemical and mineralogical characteristics of the ore of phosphate from the Djebel Onk deposit, Algeria, was presented. The aim was to carry out preliminary attrition tests to release the phosphate grains, eliminate the clay and siliceous coatings of the phosphate grains, and estimate the potential for enrichment of the ore by purely physical separation processes. Carrying out this study requires using three main processes (mechanical: by grinding and wet sieving, mineralogical: analysis by XRD, and binocular and granulochemical) to assess the chemical and mineralogical characteristics before and after grinding. Attrition operations have significantly separated carbonates and phosphate elements from Bled El Hadba phosphate ore. They allowed an increase in P2 O5 from 24.75 to 28.39 % for the top layer, from 27.90 to 30.46% for the main layer, and from 22.89 to 27.42% for the basal layer with a decrease in the weight yields from 76.10 to 64% for the layer top, from 88.80 to 75% for the main layer, and from 84 to 66% for the basal layer; for the two slices 53–315 µm and 53–100 µm. The comparison of the obtained micrographs for the studied ores showed a big difference between the raw ore (crushed) and the crushed ore. They showed grains of different shapes and sizes cemented after wet grinding and wet sieving in particular grains of spherical, ovoid, and rectangular shapes, attributed respectively to perfectly clean oolites, nodules, and coprolites. This reflects the importance of desliming where removing fine particles rich in silica and dolomite is fundamental before processing the ore.

PL

W artykule przedstawiono wpływ procesu mielenia na właściwości chemiczne i mineralogiczne rudy fosforanowej ze złoża Djebel Onk w Algierii. Celem wstępnego mielenia było uwolnienie ziaren fosforanów, wyeliminowanie powłok ilastych i krzemionkowych z ziaren fosforanów oraz oszacowanie możliwości wzbogacenia rudy w wyniku czysto fizycznych procesów separacji. Ocenę skuteczności procesu mielenia przeprowadzono, określając parametry chemiczne, mineralogiczne i granulometryczne próbek przed i po mieleniu, za pomocą m.in. analizy XRD, badań optycznych i procesu przesiewania. Operacje ścierania znacznie oddzieliły węglany i pierwiastki fosforanowe z rudy fosforanowej Bled El Hadba. Pozwoliły one na zwiększenie zawartości P2 O5 z 24,75 do 28,39 % dla warstwy wierzchniej, z 27,90 do 30,46% dla warstwy głównej i z 22,89 do 27,42 % dla warstwy podstawowej, przy spadku uzysku masy z 76,10 do 64% dla warstwy wierzchniej, 88,80 do 75% dla warstwy głównej i z 84 do 66% dla warstwy podstawowej; dla dwóch warstw 53–315 µm i 53–100 µm. Porównanie uzyskanych mikrofotografii dla badanych rud wykazało dużą różnicę pomiędzy rudą surową (nierozdrobnioną) a rudą rozdrobnioną, o różnych kształtach i rozmiarach, w tym ziarna silnie zaglomerowane (zcementowane) po rozdrobnieniu na mokro i przesianiu na mokro, w szczególności ziarna o kształcie kulistym, eliptycznym i prostokątnym, przypisane odpowiednio idealnie czystym oolitom, guzkom i koprolitom. Zaobserwowana tendencja do „cementowania” się drobnych ziaren wskazuje na celowość prowadzenia procesu odszlamiania.

Słowa kluczowe

EN

phosphate; grinder; screening; release; physical treatments

PL

fosforan; mielenie; przesiewanie; uwalnianie; obróbka fizyczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 45, nr 4
• Strony: 18--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Boutemdjet Assia

• Laboratory of Mining Resources Valorization and Environment (LAVAMINE), Badji Mokhtar University, Annaba, Algieria

• https://orcid.org/0009-0007-4644-3914

autor

Tahri Tourkia

• Laboratory of Materials Technology and Process Engineering (LTMGP), Abderahmane Mira University, Beja, Algieria

• https://orcid.org/0000-0002-3953-9914

autor

Zeriri Ibtissem

• Environmental Research Centre (C. R. E.), Annaba, Algeria

• https://orcid.org/0009-0006-5247-8841

autor

Mekti Zohir

• Laboratory of Mining Resources Valorization and Environment (LAVAMINE), Badji Mokhtar University, Annaba, Algieria

• https://orcid.org/0000-0002-6153-7026

autor

Kherfane Wahida

• Laboratory of Soil and Hydraulic, Badji Mokhtar University, Annaba, Algieria

• https://orcid.org/0009-0000-3483-7800

autor

Sakher Elfahem

• Environmental Research Centre (C. R. E.), Annaba, Algeria
• Energy Environment and Information System (LEEIS), Department of Material Science, Faculty of Science and Technology, African University Ahmed Draia, Adrar, Algieria

• https://orcid.org/0000-0002-0235-2873

autor

Celik Mehmet Sabri

• Istambul Technikal University, Istambul, Turkey

• https://orcid.org/0000-0002-0157-7018

autor

Bezzi Nacer

• Laboratory of Materials Technology and Process Engineering (LTMGP), Abderahmane Mira University, Beja, Algieria

• https://orcid.org/0000-0002-5343-5089

autor

Bouzenzana Abdellali

• Mining Laboratory, Department of Mining and Geotechnics, Mining Institute, Larbi Tebessi Univesity, Tebessa, Algieria

• https://orcid.org/0000-0003-0440-9471

autor

Benselhoub Aissa

• Environmental Research Centre (C. R. E.), Annaba, Algeria

• https://orcid.org/0000-0001-5891-2860

Bibliografia

• [1] Eskanlou A., Huang Q., Zhang P.: De-sliming followed by froth flotation for the recovery of phosphorus and enrichment of rare earth elements from Florida waste clay. Resour. Conserv. Recy. 178 (2022) 106049, doi: 10.1016/J.RESCONREC.2021.106049.
• [2] Zhang H., Zhang W., Zhu L., Li Y.P., Pan Y., Ma W.C., Zong Z.: Recovering phosphorus as vivianite using an alternating aero bic/anaerobic biofilm and fluidized bed crystallization coupled system. J. Water Proc. Eng. 50 (2022), 103258. doi: 10.1016/j. jwpe.2022.103258.
• [3] Klein E., Weiler J., Wagner M., Čelikić M., Niemeyer C.M., Horn H., Gescher J.: Enrichment of phosphate-accumulating organisms (PAOs) in a microfluidic model biofilm system by mimicking a typical aerobic granular sludge feast/famine regime. Appl. Microbiol. Biotechnol. 106 (3) (2022) 1313, doi: 10.1007/s00253 022-11759-8.
• [4] Bah A., Shen Z., Yan J., Li F.: Coupling the batch adsorption enrichment using ternary LDHs with struvite crystallization in a fluidized bed reactor for high-efficiency phosphorus recovery from wastewater. ChemRxiv (2022).
• [5] Babel S., Chauhan R.S., Ali N., Yadav V.: Preparation of phosphate mine tailings and low grade rock phosphate enriched bio-fertili zer. J. Sci. Ind. Res. 75 (2016) 120.
• [6] Csida C.: Non-renewable resource. In Haddat B.M., Solomon B.D. (eds.): Dictionary of ecological economy. Terms for the New Millenium. Edward Elgar Publishing Ltd., Inc. (2023), doi: 10.4337/9781788974912.n.43.
• [7] Huntington V.E., Coulon F., Wagland S.T.: Innovative resource recovery from industrial sites: a critical review. Sustainability 15 (1) (2022) 489, doi: 10.3390/su15010489.
• [8] Daubanes J., Lasserre P.: The supply of non‐renewable resour ces. Can. J. Econ. 3 (52) (2019) 1084, doi: 10.1111/CAJE.12394.
• [9] Zheng Y., Azhari L., Meng Z., Gao G., Han Y., Yang Z., Wang Y.: The effects of phosphate impurity on recovered LiNi0.6 Co0.2 Mn0.2 O2 cathode material via a hydrometallurgy method. ACS Appl. Mater. Interfaces 14 (43) (2022) 48627.
• [10] Snyder N.A., Morales‐Guio C.G.: Perspective on the electro chemical recovery of phosphate from wastewater streams. Electrochem. Sci. Adv. 4 (1) (2024) e2200010, doi: 10.1002/ elsa.202200010.
• [11] Prian G.P., Cortiel P.: Etude de développement du gisement de phosphate de Djebel Onk (Algérie). Rapport d’expertise géologi que, BRGM France (1993) 288.
• [12] Mezghache H., Toubal A., Bouima T.: Typology of phosphate ores in deposits of the Djebel Onk mining basin (eastern Algeria). Phosphorus Res. Bull. 15 (2004) 5.
• [13] Mezghache H., Hani A.: Typologie chimique des phosphates du gisement de Djemi-Djema-bassin de Djebel Onk (Algérie orien tale). Geol. Mediterr. 27 (1) (2000) 95.
• [14] Tahri T., Bouzenzana A., Bezzi N.: Characterization and homo genization of bled El-Hadba phosphate ore, case of Djebel Onk (Algeria). Nauk. Visn. Nat. Hirn. Univ. 2 (2019) 28.
• [15] Bezzi N., Merabet D., Benabdeslam N., Pivan J.Y.: Enrichissement du minerai de phosphate à gangue carbonatée du gisement de Bled El Hadba-Algérie. Tech. Ind. Miner. 23 (2004) 85.
• [16] Liu X., Zhang Y., Liu T., Cai Z., Chen T., Sun K.: Beneficiation of a sedimentary phosphate ore by a combination of spiral gravity and direct-reverse flotation. Minerals 6 (2) (2016) 38, https://doi. org/10.3390/min6020038.
• [17] Tomach P.: The influence of the grinding media diameter on grinding efficiency in a vibratory ball mill. Materials 17 (12) (2024) 2924, https://doi.org/10.3390/ma17122924.
• [18] Beziat J.C, Smani S.M.: Valorisation par flottation des fractions pauvres des minerais sédimentaires. Tech. Ind. Miner. (1984).
• [19] Dass Amiour M., Mezghache H., Elouadi B.: The use of three physico-chemical methods in the study of the organic matter associated with the sedimentary phosphorites in Djebel Onk Basin, Algeria. Arab. J. Geosci. 6 (2013) 309.