كيف يعمل عملية استخراج الفوسفات الحديثة من الاستكشاف إلى التكرير؟
تعد استخراج الفوسفات الحديثة عملية متعددة المراحل تشمل استكشاف، واستخراج، ومعالجة، وتكرير صخور الفوسفات إلى منتجات قابلة للاستخدام مثل الأسمدة. فيما يلي لمحة عامة عن العملية، من الاستكشاف إلى التكرير:
1. الاستكشاف
- الهدف:
تحديد رواسب الفوسفات وتحديد جدواها التجارية.
- الأساليب:
- مسوحات جيولوجية: يُدرس الجيولوجيون تكوينات الصخور والبيانات التاريخية لتحديد المناطق الغنية بالفوسفات.
- استشعار عن بعد: تُستخدم الأقمار الصناعية والصور الجوية لرسم خرائط لرواسب الفوسفات المحتملة.
- الحفر النووي: يتم إجراء الحفر لجمع عينات الصخور لتحليلها كيميائياً، مما يسمح بتقييم درجة الفوسفات، وتركيبة المعادن، وعمق الرواسب.
- دراسات الجدوى: بمجرد تحديد الرواسب، يتم دراسة الجدوى الاقتصادية، والتأثير البيئي، والعوامل اللوجستية قبل المضي قدماً.
2. استخراج (التعدين)
- الهدف:
إزالة خام الفوسفات من الأرض بطريقة اقتصادية ومسؤولة بيئيًا.
- الأساليب:
- التعدين بالجرف المفتوح:يتضمن معظم استخراج الفوسفات تقنيات التعدين السطحي. تستخدم الآليات الثقيلة مثل الجرافات، أو الحفارات، أو الجرارات لإزالة التربة الزائدة (المواد الصلبة التي تغطي الوديعة) لكشف الخام.
- التعدين تحت الأرض:في حالات نادرة، يتم استخراج خام الفوسفات تحت الأرض إذا كانت الوديعة عميقة. تشمل الطرق المستخدمة تقنيات التعدين بالمنجم والغرف والأعمدة.
- إدارة البيئة:
- يمكن تخزين التربة الزائدة التي تم إزالتها للاستخدام لاحقًا في إعادة تأهيل الأراضي.
- غالبًا ما تهدف العمليات الحديثة إلى تقليل اضطراب النظام البيئي.
3. التخصيب (معالجة الخام)
- الهدف:
فصل المعادن الفوسفاتية القيّمة عن المواد غير المرغوب فيها (الغبغاء) لإنشاء تركيز.
- خطوات التخصيب:
- الفرز والسحق:
يسحق الخام الخام ويفترش لخفض حجم الجسيمات وإعداده للفصل.
- الغسل والتغلظ: يزيل الطين والشوائب الدقيقة من صخور الفوسفات.
- الطفو:تُفصل معادن الفوسفات عن الغبغاء بإضافة مواد كيميائية تجعل جزيئات الفوسفات رُدّية (تُصدّ الماء). تُستخدم فقاعات الهواء لنقل جزيئات الفوسفات إلى
- فصل الجاذبية:في بعض العمليات، قد تساعد تقنيات تعتمد على الجاذبية عملية الفصل.
4. التكييف الكيميائي والتكرير
- الهدف:
تحويل تركيز الفوسفات إلى منتجات قابلة للاستخدام في الزراعة والصناعة.
- العمليات:
- المعالجة الكيميائية:
- تُحول العملية الأكثر شيوعًا صخور الفوسفات إلى حمض الفوسفوريك باستخدام حمض الكبريتيك. ثم يُستخدم هذا المنتج الوسيط لإنتاج الأسمدة مثل فوسفات ثنائي الأمونيوم (DAP) أو فوسفات أحادي الأمونيوم (MAP).
- بديلًا عن ذلك، يمكن طحن صخور الفوسفات مباشرةً إلى مسحوق لاستخدامها كسماد غير عضوي.
- المعالجة الحرارية (نادرة):قد تُسخن بعض صخور الفوسفات لإزالة الشوائب باستخدام درجات حرارة عالية، ولكن هذا نادراً ما يتم فعله في معالجة الفوسفات على نطاق واسع.
- إدارة المنتجات الثانوية: غالبًا ما يُنتج عملية التكرير منتجات ثانوية، مثل الجبس (كبريتات الكالسيوم)، والتي قد تُعاد تدويرها أو تُتخلص منها.
5. إدارة البيئة وإعادة تأهيل الأراضي:
- الهدف:
استعادة الأراضي المستخرجة إلى حالة تدعم النظم البيئية المستدامة أو الاستخدامات الأخرى.
- تشمل الخطوات:
-
إعادة تأهيل الأراضي: استخدام التربة الزائدة المُخزنة أثناء التعدين لإعادة ملء الحفر وإعادة تشكيل الأرض.
- معالجة التربة: إضافة العناصر الغذائية وزرع النباتات لتوطيد التربة.
- إدارة المياه: إعادة إنشاء النظم المائية الطبيعية التي أفسدتها أنشطة التعدين.
- المراقبة: دراسات طويلة الأمد لتقييم الآثار البيئية وضمان أن أعمال الاستصلاح تلبي المعايير المطلوبة.
التقنيات الرئيسية في التعدين الفوسفاتي الحديث:
- تحسين عمليات الاستكشاف، والاستخراج، والمعالجة باستخدام أتمتة وتقنيات تعتمد على المستشعرات.
- يتم تبني ممارسات التعدين المستدامة، بما في ذلك إعادة تدوير المياه وتقليل الانبعاثات، بشكل متزايد.
- تقنيات التخصيب المتقدمة تُحسّن معدلات استخراج الفوسفات وتقلل من النفايات.
منتجات نهائية
تشمل منتجات الفوسفات المُكررة ما يلي:
- الأسمدة: أسمدة الداب، والأسمدة الماب، وفوسفات أحادي السوبر (أس أس بي).
- الاستخدامات الصناعية:
يستخدم الفوسفات في المنظفات، وعلف الحيوانات، ومضافات الطعام، والتطبيقات الصناعية.
لا يزال استخراج الفوسفات حيوياً للأمن الغذائي العالمي، لكن العمليات الحديثة تسعى إلى تقليل التأثير البيئي مع تلبية احتياجات الزراعة والصناعة.
