Добыча и переработка кобальта в Конго

Если вы читаете этот блог на смартфоне, планшете или ноутбуке, вы получаете пользу от кобальта.

Вы можете спросить, почему сотовые телефоны содержат кобальт? Что такое кобальт?

Прежде чем ответить на эти вопросы, давайте взглянем на кобальт.

Кобальт (Co) — серебристо-белый ферромагнитный металл. Кобальт с его 27 протонами зажат между железом и никелем в средней части периодической таблицы.

Металлический кобальт твердый, хрупкий и ферромагнитный. Магнетизм исчезает при нагревании до 1150°С. Не взаимодействует с водой комнатной температуры. Он окисляется с образованием CoO при нагревании до 300°C или выше на воздухе и сгорает до Co ₃ O ₄ при белом калении. Его температура плавления составляет 1495°C.

Спрос на кобальт

Зачем кобальт в мобильных телефонах? В частности, кобальт содержится в литий-ионных батареях, используемых в смартфонах, планшетах и ноутбуках.

В середине 20 века люди начали использовать литий в качестве отрицательного электрода батареи. Однако в процессе зарядки могут возникать такие проблемы, как литиевые дендриты, что снижает безопасность батареи.

Химик Джон Б. Гуденаф обнаружил, что использование кобальта делает батарею более безопасной и стабильной. Появились литий-кобальтовые оксидные батареи, которые широко использовались в мобильных телефонах, ноутбуках и других портативных электронных устройствах.

Затем Tesla успешно применила его к электромобилям. Бум электромобилей вызвал всплеск спроса на кобальт. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2040 году спрос может увеличиться в6-30 раз по сравнению с нынешним.

Добыча и запасы кобальта

Всплеск спроса на кобальт вызвал опасения: богата ли наша земля кобальтом? Может ли годовой объем производства кобальта удовлетворить спрос?

К сожалению, мировые ресурсы кобальта неравномерны, а мировая добыча кобальта недостаточна.В соответствии с предварительные данные, опубликованные Геологической службой США (USGS), мировое производство кобальта в 2021 году составит около 170 000 тонн и находится в руках нескольких компаний.

В ДРК (Конго) находится более 50 % мировых запасов кобальта. Остальные находятся в нескольких странах, включая Австралию, Кубу, Замбию, Филиппины, Канаду и Россию.

Конго поставляет более 70% мирового кобальта, занимая первое место.

Китай является крупнейшей страной по переработке и потреблению кобальта, на долю которой приходится 67% и 52%, в то время как производство кобальта составляет всего около 1%.

Добыча и переработка кобальта

В природе кобальт в основном связан с такими минералами, как медь, никель и железо. В основном самостоятельного месторождения кобальта нет. В результате кобальт в основном является побочным продуктом добычи меди и никеля. Это усложняет получение.

Учитывая, что Конго является крупнейшим поставщиком кобальта, в качестве примера я кратко расскажу о нескольких эффективных методах обогащения кобальта, широко используемых на кобальтовых рудниках, расположенных в медно-кобальтовом рудном поясе Катанги.

Процесс дробления

Отличительной чертой меднооксидных руд является сильное шламование. В местный сезон дождей (с ноября по март) выпадают обильные осадки. Это делает руду с высоким содержанием воды и более вязкой.

Принимая во внимание такие факторы, как свойства руды, природные условия и стабильность производства, в последние годы в процессе дробления на недавно построенных обогатительных фабриках в Конго (ДРК) обычно используется схема дробления шаровой мельницы полуавтогенного типа (SABC).

• Дробилка: Щековая дробилка, Конусная дробилка
• Мельница полусамоизмельчения: шаровая мельница

Преимущества:

1. 1.Требуется только одна секция грубого дробления, что сводит к минимуму этапы дробления. Более короткая блок-схема, меньше оборудования. А это означает меньшее засорение оборудования.
2. 2.С меньшим количеством оборудования завод по переработке кобальта занимает меньшую площадь, что снижает затраты на приобретение земли.
3. 3.Простое управление требует меньшего количества рабочих, что снижает трудозатраты.

В настоящее время этот процесс дробления широко используется на новых заводах по обогащению кобальта в Конго (ДРК).

Процесс обогащения кобальта

Медно-кобальтовый рудный пояс Катанга в Конго (ДРК) протяженностью 300 км и шириной 100-150 км проходит от Колвези на северо-западе до Лубумбаши на юго-востоке до границы с Замбией.

Кобальтовые рудники этого пояса сильно различаются по содержанию углерода, грязи, степени окисления, содержанию меди и кобальта и составу основной пустой породы.

Для разумного освоения и использования ресурсов медно-кобальтовых руд и повышения степени извлечения металлов необходимо постоянно совершенствовать процесс обогащения. Типичные процессы сортировки, используемые в недавних крупномасштабных горнодобывающих проектах, в основном включают следующее.

1. Схема переработки кобальта: однократная флотация серы перед кислородом

• Флотационное оборудование: флотационная машина
• Оборудование для обогащения: высокоэффективный концентратор
• Флотационный реагент: силикат натрия, гидросульфид натрия, бисантогенат, пентаксантат и пенообразователь.

2. блок-схема переработки кобальта: диуглеродная флотация серы перед кислородно-флотационной хвостовой магнитной сепарацией

• Оборудование для удаления шлама: Стиральная машина с двойной спиралью или стиральная машина с барабаном
• Флотационное оборудование: Флотационная машина
• Оборудование для магнитной сепарации: магнитный сепаратор
• Оборудование для обогащения: высокоэффективный концентратор
• Флотационные реагенты: флотореагентами для сульфидной руды являются MIBC, NaHS и ксантогенат; реагенты для обработки окисленных руд и смешанных руд включают MIBC, NaHS, сульфат аммония, этионин, амилксантогенат и КМЦ.

3. блок-схема переработки кобальта: сера перед кислородно-флотирующим доизмельчением и очистка крупного концентрата сульфида меди-хвостовая магнитная сепарация

• Флотационное оборудование: флотационная машина
• Оборудование для магнитной сепарации: магнитный сепаратор
• Оборудование для обогащения: высокоэффективный концентратор
• Флотационный реагент: гексаметафосфат натрия, гидросульфид натрия, бутилксантогенат, пентаксантат и пенообразователь.

Полученные медно-кобальтовый сульфидный концентрат и медно-кобальтовый оксидный концентрат подвергают дальнейшей очистке соответствующими методами.

Заключение

Катангский медно-кобальтовый рудный пояс Конго обладает огромными запасами ресурсов меди и кобальта. Непрерывная оптимизация методов добычи и переработки кобальта может улучшить использование ресурсов, снизить инвестиции и производственные затраты, обеспечить глобальные поставки кобальта, который является дефицитным и жизненно важным стратегическим минеральным ресурсом.

Типичные способы добычи и переработки кобальта, описанные выше, были успешно введены в эксплуатацию и достигли хороших производственных показателей, что может обеспечить определенные условия для экологически чистой и эффективной разработки других аналогичных ресурсов медно-кобальтовых руд в эталонном Конго.