هل سمعت عن خام التنتالوم-النيوبيوم؟ إنه موجود على هاتفك وجهاز الكمبيوتر المحمول والكمبيوتر والتلفزيون.
يشير خام التنتالوم-النيوبيوم إلى المصطلح العام للمعادن التي تحتوي على التنتالوم والنيوبيوم، والتي عادة ما تكون على شكل كولتان (كولومبيت-تانتاليت). ينتمي التنتالوم والنيوبيوم إلى "المعادن النادرة".
التنتالوم والنيوبيوم من المعادن المهمة
التنتالوم والنيوبيوم، اللذان يظهران دائمًا معًا، مدرجان في قائمة المعادن الحرجة لعام 2022 في الولايات المتحدة وقائمة المواد الخام الحرجة في الاتحاد الأوروبي.
النيوبيوم والتنتالوم متكافلان بشكل وثيق، وخصائصهما الفيزيائية لها العديد من أوجه التشابه. وهي عادة ما تكون في معادن التانتاليت الكولومبيت في البغماتيت والجرانيت والصخور النارية القلوية.
يعتمد تحديد إثراء خام التنتالوم-النيوبيوم بشكل أساسي على خصائص الخام الخام. فيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية لمعادن سلسلة التنتاليت-الكولومبيت:
- التركيب: مجموعة من المعادن تحتوي على عنصري التنتالوم (Ta) والنيوبيوم (Nb).
- اللون: يختلف لون خام التنتالوم والنيوبيوم، ولكنه عادة ما يكون أسود أو أسمر أو بني أو بني محمر.
- الصلابة: تتراوح صلابة موس من 6 إلى 6.5. إنها مقاومة للتآكل ويمكن أن تتحمل الضغط الميكانيكي.
- بريق: معادن التنتالوم-النيوبيوم لها بريق معدني أو شبه معدني ومظهر لامع.
- المغناطيسية: بسبب وجود الحديد في التركيب البلوري، وخاصة الكولومبيت، فإن خواصه المغناطيسية ضعيفة.
- الكثافة: المعادن كثيفة نسبياً، وتتراوح قيم الثقل النوعي عادةً بين 5.8-8.2 جم/سم 3 . هذه الكثافة العالية تجعل من السهل فصلها عن طريق الجاذبية.
هناك 10 أنواع من المواد الخام المعدنية الصناعية النيوبيوم والتنتالوم، ولكن الخامات الرئيسية المستخرجة هي الأنواع الثلاثة التالية:
- التانتاليت: يحتوي على Ta 2 O 5 > 72.18%، Nb 2 O 5 > 10.33%
- الكولومبيت: يحتوي على Ta 2 O 5 <14.55%، Nb 2 O 5 > 63.77%
- البيروكلور: محتوى Ta 2 O 5 هو 1.44%-6.65%، وNb 2 O 5 هو 56.01%-67.77%
تاريخ تعدين الكولتان
كيف يتم استخراج الكولتان؟ تعتبر عملية التعدين بدائية للغاية، على غرار الطريقة التي تم بها استخراج الذهب في كاليفورنيا في القرن التاسع عشر. يتم استخراج الخام يدويًا بواسطة عمال المناجم، ويتم فحص الصخور والرمال وتصفيتها حتى تغوص المعادن إلى القاع.
يعد التعدين الحرفي على نطاق صغير أمرًا شائعًا في أجزاء من أفريقيا وقد يشكل مخاوف بيئية أو تتعلق بالسلامة. مع تطور العصر، أصبحت معدات التعدين أكثر حاجة.
عملية إثراء خام التنتالوم-النيوبيوم
المرحلة الأولى: التكسير والطحن
خام التانتاليت والكولومبيت هش، ومن السهل نسبيًا فصل المونومرات المعدنية. يتم سحق خام التنتالوم-النيوبيوم المستخرج أولاً بواسطة كسارة مطرقة ، والتي يمكن أن يصل حجمها إلى 25 مم.
بعد أن يتم سحق الخام إلى جزيئات معقولة، يتم إرساله بالتساوي إلى مطحنة الكرات بواسطة وحدة تغذية الخام للسحق والطحن. يساعد طحن الخام على إطلاق معادن قيمة (مثل التنتالوم والنيوبيوم) من مادة الشوائب.
المرحلة الثانية: الغسيل والتصنيف
يحتوي خام التنتالوم-النيوبيوم على الكثير من الطين، وحتى محتوى الطين في مناجم الغرينية يتجاوز 70٪. عند التعامل مع الطين ذو اللزوجة القوية، تكون عملية غسل الخام ضرورية.
يتم إرسال الخام المطحون إلى غسالة الأسطوانة لإزالة الطين الأولي. بعد ذلك، يتم إرسال دقائق خام التنتالوم والنيوبيوم إلى مصنف حلزوني لتنظيف وتصنيف خليط الخام. بعد غسلتين، يكون محتوى الطين في المادة الخام أقل من 2%.
المرحلة 3: إثراء متعدد المراحل
خام التانتاليت-النيوبيوم هو في الغالب خامات متعددة المعادن مثل التنتالوم والنيوبيوم والقصدير والتنغستن والليثيوم والبريليوم. يتميز بخصائص انخفاض درجة الخام الخام والتركيب المعدني المعقد. تنقسم عملية معالجة المعادن عمومًا إلى فصل تقريبي وتركيز.
① الفصل الخشن لخام التنتالوم النيوبيوم - طريقة الفصل بالجاذبية
في الوقت الحاضر، الطريقة الأكثر أهمية لخام التنتالوم-النيوبيوم هي الفصل بالجاذبية ، خاصة بالنسبة لإثراء خام رمل التنتالوم-النيوبيوم على شواطئ البحار وضفاف الأنهار والشواطئ الرملية. يحتوي الخام الخام على معادن ثمينة مثل الكولومبيت، والتانتاليت، وحجر القصدير، ورمل الزركون، والإلمنيت، وما إلى ذلك، مع وجود اختلافات كبيرة في الثقل النوعي.
عادةً ما يتم استخدام المزلق الحلزوني لفصل خام التنتالوم والنيوبيوم بنقاء أفضل. يتم التخلص من معظم معادن الشوائب أولاً للحصول على مركز خشن مختلط منخفض الجودة. ثم استخدم طاولة اهتزاز لفصل التركيز أو المخلفات والحصول على مجموعة متنوعة من المنتجات.
② فصل تنظيف خام التنتالوم النيوبيوم - الفصل المغناطيسي، التعويم، العملية المشتركة
يعتبر التانتاليت والكولومبيت من المعادن المغناطيسية الطبيعية بسبب محتواهما من الحديد، وهما مناسبان للفصل المغناطيسي بالجاذبية . يمكن للفاصل المغناطيسي الرطب أن يفصل بشكل فعال التنتالوم والنيوبيوم والمعادن غير المغناطيسية ويحسن درجة التركيز من الفاصل المغناطيسي الجاف.
بالنسبة لخام التنتالوم-النيوبيوم ذو الحبيبات الدقيقة، والذي يحتوي على طين ناعم، ويصعب فرزه، يتم استخدام الفصل بالجاذبية - التعويم بشكل أساسي. تشتمل المجمعات المستخدمة بشكل شائع لتعويم التنتالوم والنيوبيوم على الأحماض الدهنية، وأحماض الزرنيخ، والمجمعات الكاتيونية، وما إلى ذلك. تتميز طريقة التعويم بمؤشر فصل مرتفع، ولكنها تستهلك الكثير من المواد الكيميائية وتكلف الكثير.
أين يوجد خام التنتالوم النيوبيوم؟
توجد رواسب التنتالوم والنيوبيوم في العديد من البلدان حول العالم. بعض الدول التي تم تعدينها أو تركزت في التاريخ:
- جمهورية الكونغو الديمقراطية (جمهورية الكونغو الديمقراطية): تعد الكونغو واحدة من أكبر منتجي خام التنتالوم-النيوبيوم، مع وجود احتياطيات وفيرة في المنطقة الشرقية.
- رواندا: تعد رواندا منتجًا مهمًا آخر لخام التنتالوم النيوبيوم في القارة الأفريقية.
- نيجيريا: تمتلك نيجيريا رواسب الكولتان، والتي غالبًا ما ترتبط بعمليات تعدين القصدير.
- أستراليا: أستراليا الغربية هي منتج رئيسي لمركّز التنتالوم.
- البرازيل: البرازيل هي أكبر منتج وتعدين للنيوبيوم في العالم.
- كندا: غالبًا ما تحتوي رواسب البغماتيت في كندا على معادن التنتالوم والنيوبيوم.
تنتج جمهورية الكونغو الديمقراطية ورواندا أكثر من نصف إنتاج التنتالوم في العالم. يمثل إنتاج النيوبيوم السنوي في البرازيل 88% من إجمالي الإنتاج العالمي. فيما يلي حلول محددة من الكونغو والبرازيل.
حلول خام التنتالوم-النيوبيوم من آلات FTM
مصنع معالجة الغرينية التنتالوم-النيوبيوم في الكونغو
خامات التنتالوم-النيوبيوم في أفريقيا هي في الغالب خامات رملية ذات درجة عالية من الأكسدة. يتمتع خام التنتالوم-النيوبيوم وصخور النفايات بدرجة عالية من التفكك ويسهل استخراجهما وتنقيتهما. ومع ذلك، يحتوي الخام الخام على الكثير من الطين اللزج ويمكن لفه بسهولة بالطين.
ولذلك، فإن طريقة إثراء الغرينية التنتالوم-النيوبيوم في الكونغو بسيطة.
- أولاً، استخدم غربال طبلة الحجر لإزالة الطين من الخام الخام؛
- بعد ذلك، يدخل الرمل الخام إلى طاولة الاهتزاز مرتين لفصله بالجاذبية وتخصيبه؛
- وأخيرا، يتم استخدام فاصل مغناطيسي لفصل المعادن المغناطيسية للحصول على تركيز التنتالوم والنيوبيوم.
توفر ماكينات FTM المعدات
| آلة | نموذج | كمية |
| شاشة طبلة | YTS2040 | 1 |
| طاولة اهتزاز | 6-نوع S | 2 |
| فاصل مغناطيسي | CTB1024 | 1 |
| حزام النقل | نوع TD75 | 4 |
إثراء خام التنتالوم والنيوبيوم 100 طن في الساعة: نعم! انا مهتم.
مصنع منجم التنتالوم النيوبيوم والزركونيوم في البرازيل
في رواسب كبيرة من التنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم من الجرانيت في البرازيل، فإن المعادن المفيدة الرئيسية هي التانتاليت والكولومبيت والزركون والمونازيت. المعادن دقيقة الحبيبات، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالبلاجيوكلاز، والكوارتز، والميكا، ولها خصائص تفكك ضعيفة.
من الصعب الحصول على منتجات التنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم المؤهلة من خلال الفصل الجاذبية للخام الخام، كما أن معدل الاسترداد منخفض. يمكن أن يؤدي استخدام التعويم المختلط إلى زيادة معدل الاسترداد الشامل بشكل كبير.
توفر ماكينات FTM المعدات
| آلة | نموذج | كمية |
| كسارة المطرقة | PCZ1308 | 1 |
| مطحنة الكرة | Ф2700×4000 | 1 |
| شاشة طبلة | YTS1550 | 1 |
| طاولة اهتزاز | 6-نوع S | 2 |
| آلة التعويم | كيف-24 | 2 |
| حزام النقل | نوع TD75 | 6 |
أخيرًا، استخدم العميل عملية "التكسير - الطحن الدقيق - إزالة الطين - الفصل بالجاذبية - التعويم المختلط للتنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم" لمعالجة الخام والحصول على مركزات مختلطة من التنتالوم والنيوبيوم والزركونيوم.
معلومات مصنع معالجة المعادن البرازيلية
| المعدنية | ملحوظة 2 أو 5 | زرو 2 | تا 2 او 5 |
| درجة خام خام | 1.17% | 3.12% | 0.046% |
| درجة التركيز | 9.43% | 24.95% | 0.36% |
| معدل الاسترداد | 77.37% | 76.77% | 75.13% |
إثراء خام التنتالوم النيوبيوم والزركونيوم 50-80 طن في الساعة: نعم! انا مهتم.
ما هي استخدامات التنتالوم والنيوبيوم؟
نظرًا لخصائصهما الفريدة، يتمتع التنتالوم والنيوبيوم بمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية المتطورة.
ما هي استخدامات التنتالوم (تا)؟
الإلكترونيات: أكبر سوق للتنتالوم هو صناعة المكثفات. يتم استخدام حوالي ثلثي مسحوق وأسلاك التنتالوم لصنع المكثفات الإلكترونية، بما في ذلك الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر والسيارات والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.
الفضاء الجوي: يستخدم معدن التنتالوم في تطبيقات الفضاء الجوي، وخاصة في إنتاج مكونات عالية الحرارة ومقاومة للتآكل للصواريخ والطائرات وأنظمة الصواريخ.
الأجهزة الطبية: التنتالوم هو التوافق الحيوي والمقاومة لسوائل الجسم في الصناعة الطبية. يتم استخدامه في الغرسات والأجهزة الطبية، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وزراعة العظام.
الصناعة الكيميائية: نظرًا لمقاومته للتآكل بواسطة الأحماض، فإن التنتالوم له قيمة في الكيمياء. ويمكن استخدامه لصنع أوعية التبخر، وأقطاب أنابيب الإلكترون، والمقومات، والمواد الكيميائية المسببة للتآكل.
ما هي استخدامات النيوبيوم (Nb)؟
صناعة الصلب: يُستخدم ما يقرب من 80% من النيوبيوم المنتج في العالم في صناعة الفولاذ عالي القوة ومنخفض السبائك (HSLA). يتم استخدام هذا الفولاذ في مشاريع البناء والسيارات والبنية التحتية.
موصل فائق: استخدام قوي آخر لمعدن النيوبيوم هو في إنتاج مواد فائقة التوصيل. تعتبر سبيكة Nb-Ti أكثر المواد فائقة التوصيل استخدامًا واستخدامًا اليوم.
إنتاج المجوهرات: تسمح خصائص السطح الفريدة للنيوبيوم بأكسيدته بسهولة لإنشاء طبقات سطحية ملونة. أنها تحظى بشعبية في إنتاج المجوهرات المضادة للحساسية.
الفضاء الجوي والإلكترونيات: يشبه النيوبيوم التنتالوم في هذين التطبيقين، والذي يستخدم في إنتاج المكثفات، والسبائك الفائقة، والسبائك ذات درجة الحرارة العالية.
خاتمة
يوجد خام التنتالوم-النيوبيوم كمورد معدني استراتيجي وتعد معالجة المعادن أمرًا بالغ الأهمية. سيؤدي الطلب العالمي على الإلكترونيات والأجهزة الطبية والفضائية وغيرها من المعدات عالية التقنية إلى تحفيز الطلب المتزايد على معدن النيوبيوم والتنتالوم. سوف يحتل خام التنتالوم-النيوبيوم مكانة فريدة في السوق المستقبلية.
