أخبار

يُعد الفوسفات أساسًا أساسيًا للزراعة العالمية، إذ يوفر الغذاء للعالم من خلال الأسمدة. ومع ذلك، يواجه استخراج هذا المورد المهم تحديًا فريدًا ومستمرًا، ألا وهو الرغوة. ففي عملية المعالجة المعقدة لصخور الفوسفات، بدءًا من التخصيب وحتى إنتاج حمض الفوسفوريك، لا تُشكل الرغوة المفرطة مشكلة فحسب، بل تُشكل أيضًا عبئًا تشغيليًا واقتصاديًا هائلًا. لذلك، تُعدّ مزيلات رغوة الفوسفات المتخصصة أدوات مساعدة رئيسية في المعالجة.

لماذا تعد عملية معالجة الفوسفات عرضة للرغوة؟

تتضمن عملية معالجة صخور الفوسفات عدة مراحل معرضة للرغوة:

١. التخصيب (التعويم): تُفصل هذه العملية الأساسية معادن الفوسفات الثمينة عن السيليكا والشوائب الأخرى. وتعتمد بشكل أساسي على المواد الخافضة للتوتر السطحي (المجمعات، المُرغِّيات) لإنتاج فقاعات تحمل جزيئات الفوسفات. كما يُمكن لهذه المواد الكيميائية إنتاج رغاوي قوية عند الحاجة، خاصةً في الحالات التالية:

الطين الناعم والطين: هذه الجزيئات الدقيقة للغاية شائعة في رواسب الفوسفات ويمكنها تثبيت أفلام الرغوة.

قوة أيونية عالية: تحتوي ملاطات الفوسفات غالبًا على أملاح مذابة (على سبيل المثال، Ca²⁺، Mg²⁺، SO₄²⁻) تعمل على تعزيز استقرار الرغوة.

المادة العضوية: يمكن للمادة العضوية الموجودة بشكل طبيعي في الخام أن تعمل كمثبت إضافي للرغوة.

٢. الهضم (التحميض): تفاعل صخور الفوسفات مع حمض الكبريتيك لإنتاج حمض الفوسفوريك والجبس (عملية رطبة) طارد للحرارة بدرجة عالية، ويصاحبه انطلاق غازي قوي (من الكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون، ومن الفلوريدات إلى SiF₄). هذا التفاعل المضطرب، مقترنًا بإطلاق البروتينات ومثبتات الرغوة العضوية الأخرى من الصخور، يمكن أن يُشكل طبقات رغوية كبيرة ومستمرة.

3. التكثيف والترشيح: يمكن أن تعيق الرغوة سرعة الترسيب في المكثفات، وتقلل من كفاءة الترشيح للأحزمة أو المرشحات، وتسبب مشاكل في الفائض.

إن الرغوة غير المنضبطة في إنتاج الفوسفات مكلفة

إن تجاهل الرغوة قد يؤدي إلى خسائر حقيقية:

1. انخفاض الإنتاج: يمكن أن تحل الرغوة محل حجم الملاط القيم في الخزانات والمفاعلات والمكثفات، مما يحد من قدرة المعالجة.

2. فقدان المنتج: يمكن أن تحمل الرغوة الزائدة مواد صلبة فوسفاتية قيمة أو ضبابًا حمضيًا، مما يؤثر بشكل مباشر على تكاليف الإنتاج.

3. عدم الكفاءة التشغيلية: يمكن أن تتسبب الرغوة في تجويف المضخة، والتحكم غير المنتظم في المستوى، وقراءات العداد غير الدقيقة.

4. زيادة وقت التوقف: التدخل اليدوي المتكرر لإزالة الرغوة أو وقت التوقف غير المخطط له للسيطرة على الفيضانات.

5. المخاطر المتعلقة بالسلامة والبيئة: الممرات الزلقة، والانسكابات الكيميائية المحتملة من الفيضانات، وانطلاق الضباب الحمضي أو الجسيمات من الرغوة.

6. الطاقة المهدرة: تنخفض كفاءة نقل الحرارة في أجهزة الهضم أو التبخير بسبب عزل الرغوة.

ما وراء الحلول العامة: الحاجة إلى مزيلات رغوة الفوسفات المتخصصة

غالبًا ما تفشل مزيلات الرغوة القياسية في بيئة معالجة الفوسفات القاسية والمعقدة. إليكم سبب أهمية التركيبات المتخصصة:

1. توافق كيميائي عالي للغاية: يجب أن تكون مزيلات الرغوة قادرة على تحمل البيئات شديدة الحموضة (خاصة أثناء الهضم، حيث يكون الرقم الهيدروجيني أقل من 2)، ودرجات الحرارة العالية، ووجود مؤكسدات قوية، وأيونات تآكلية (F⁻، SO₄²⁻)، ومواد فعالة سطحية مركزة دون الانهيار أو الفشل.

2. أداء عالي للمواد الصلبة: يجب أن تعمل أجهزة إزالة الرغوة بشكل موثوق في المواد الصلبة السميكة (عادةً ما تتجاوز 60-70% من المواد الصلبة) الموجودة عادةً في دوائر التعويم وتدفقات المكثفات السفلية.

3. مقاومة القص العالية: تخضع مواد إزالة الرغوة لعمليات مثل الضخ والتحريك لقوى ميكانيكية قوية؛ لذلك، تحتاج مواد إزالة الرغوة إلى تثبيت مستحلب قوي.

4. مقاومة مستهدفة للمثبتات المعقدة: يتطلب الاختراق الفعال وتفكيك الرغوة المدعومة بالطين والمواد العضوية والأنواع الأيونية المحددة تركيبة كيميائية مخصصة.

5. الاستمرارية/الأداء طويل الأمد: تحتاج أجهزة إزالة الرغوة إلى توفير تحكم مستدام على مدى فترة طويلة من الزمن في عملية مستمرة، وليس مجرد إسقاط سريع وفشل سريع.

6. تأثير سلبي ضئيل: لا ينبغي لمزيلات الرغوة أن تتداخل مع عملية التعويم الأساسية أو جودة المنتج النهائي (على سبيل المثال، استعادة P₂O₅، وتكوين بلورات الجبس).

النجاح الهندسي: الميزات الرئيسية لمزيلات رغوة الفوسفات عالية الأداء

1. نظام حامل قوي: استخدم حاملات مستقرة بطبيعتها في الظروف الحمضية ذات القوة الأيونية العالية (على سبيل المثال، الزيوت المعدنية المحددة أو السوائل الاصطناعية).

2. جزيئات كارهة للماء متقدمة: استخدم السيليكا المعالجة بشكل خاص أو جزيئات كارهة للماء أخرى لتفكيك أفلام الرغوة المعقدة المستقرة بالطين والمواد العضوية بشكل فعال.

3. تكنولوجيا الاستحلاب المُحسّنة: تضمن التشتت الفعال واستمرارية مزيلات الرغوة في وسائط المعالجة الصعبة دون فصل سريع أو إبطال.

4. تركيبات كيميائية مخصصة: اختر المكونات النشطة وقم بصياغة خلطات مصممة خصيصًا لمقاومة مثبتات الرغوة الفريدة السائدة في تيارات الفوسفات (على سبيل المثال، تعديلات البوليمر المحددة).