磷尾礦綜合利用研究.pdf

1、隨著磷礦的不斷開采，我國(guó)磷礦富礦資源磷匱乏現(xiàn)象凸顯。尾礦作為磷礦采礦與選礦過(guò)程中產(chǎn)生的一種工業(yè)固體廢棄物，不論是建庫(kù)堆積還是作廢物拋棄都嚴(yán)重危害到了自然環(huán)境，同時(shí)還損失了磷尾礦中所含的許多有價(jià)值的有效成分。并且隨著磷化工行業(yè)的不斷發(fā)展以及磷礦采選的不斷進(jìn)行，堆存在尾礦庫(kù)中的磷尾礦逐漸增多，原有的尾礦庫(kù)以無(wú)法滿足逐漸增多的尾礦量，新建尾礦庫(kù)勢(shì)必破壞山林、農(nóng)田這些生態(tài)環(huán)境。因此對(duì)磷尾礦進(jìn)行綜合利用具有非常明顯的現(xiàn)實(shí)意義，不僅可以解決環(huán)境污染

2、問(wèn)題而且還能獲得二次資源緩解資源匱乏問(wèn)題。對(duì)磷尾礦整體開發(fā)利用可以改善生態(tài)環(huán)境和整治國(guó)土，具有巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。
　　本文以云南?？诹椎V選礦尾礦為原料，先對(duì)其酸浸預(yù)處理，得到渣相和濾液。對(duì)得到的硅渣進(jìn)行鈉鹽煅燒活化-水溶過(guò)濾，對(duì)水溶物酸化同時(shí)加入表面活性劑，過(guò)濾洗滌，再煅燒得到白炭黑產(chǎn)品。對(duì)酸浸濾液中的有效元素鎂、磷進(jìn)行回收，首先對(duì)酸浸液進(jìn)行酸化除鈣，酸化濾液進(jìn)行兩次濃縮得到粗硫酸鎂產(chǎn)品，再對(duì)粗硫酸鎂進(jìn)行精制；磷通過(guò)循環(huán)

3、酸浸不斷富集，利用復(fù)鹽結(jié)晶法凈化濕法磷酸制備磷酸二銨。并利用二乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMP）來(lái)進(jìn)行磷礦脫鎂實(shí)驗(yàn)，以及磷礦脫鎂液回收利用研究。
　　研究結(jié)論如下：
　?。?）分別利用XRD、XRF、SEM、TG對(duì)高鎂磷尾礦進(jìn)行分析可知：此高鎂尾礦主要含有白云石、氟磷灰石、石英和磷石膏；P2O5含量10.02％，MgO含量高達(dá)14.5％，可看作是高鎂極低品位磷礦；高鎂磷尾礦的表面形貌主要為片塊狀，顆粒大小不均；高鎂磷尾礦在60

4、0℃之前都保持穩(wěn)定，600℃-800℃持續(xù)失重，此階段為白云石的分解溫度段。
　?。?）為使高鎂磷尾礦有較高的磷、鎂分解率和回收率，減少磷損失和鎂損失，對(duì)鹽酸分解高鎂磷尾礦的工藝路線進(jìn)行了摸索，得出了最佳的分解條件為投料比2.25、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間20 min。
　?。?）對(duì)高鎂磷尾礦酸浸后得到的礦渣分別利用XRD、XRF、BET對(duì)酸浸后的礦渣進(jìn)行分析可知：此高鎂尾礦酸浸后白云石和氟磷灰石全部分解，剩余礦渣主要物相為

5、石英和伊利石；二氧化硅含量為78.856％；比表面積、孔徑較小，不具備吸附材料的物理特性，需對(duì)其進(jìn)行后處理再用于吸附熱性考察。
　　（4）磷尾礦酸浸液提鎂工藝條件研究：98％濃硫酸較50％硫酸對(duì)酸浸液具有更好的除鈣效果；酸化除鈣后的濾液一次濃縮比例0.65、二次濃縮比例0.2時(shí)得到較高的鎂回收率。
　?。?）循環(huán)酸解過(guò)程酸解液中P2O5、MgO濃度，以及MgSO4、CaSO4的沉淀率都是隨著循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸增加的，其中M

6、gSO4、CaSO4的沉淀率經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后分別達(dá)到75.5％、99.8％；濃縮濾液中MgO濃度隨循環(huán)次數(shù)增加逐漸減小，而 P2O5濃度是隨循環(huán)次數(shù)增加逐漸增大，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后濃縮濾液中P2O5濃度達(dá)到17％左右，基本達(dá)到有機(jī)堿復(fù)合提取磷酸的要求。
　?。?）按照本文試驗(yàn)流程和工藝操作條件，所得產(chǎn)品，七水硫酸鎂達(dá)到國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一等品要求，磷酸二銨符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品要求。
　?。?）進(jìn)行了磷礦脫鎂的研究并確定了最佳工藝條件：直接

7、采用二乙烯三胺五甲叉膦酸進(jìn)行分解、選擇200目原礦進(jìn)行分解、溶液pH=2、投料比為2.66、反應(yīng)時(shí)間60 min、反應(yīng)溫度70℃。在最佳反應(yīng)條件下，磷礦脫鎂率達(dá)到65％以上，磷損失率控制在1.5％以下，經(jīng)過(guò)脫鎂處理后的磷礦品位從反應(yīng)前的25.14％提高到28.89％左右。
　　（8）磷礦脫鎂液制備復(fù)合阻燃劑產(chǎn)品的過(guò)程中，產(chǎn)品A/PER的最佳復(fù)配比例為4:1，產(chǎn)品B/ME最佳復(fù)配比例為1:3；兩種復(fù)配阻燃劑在最佳復(fù)配比例下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8、30％時(shí)，阻燃PP，垂直燃燒級(jí)別均達(dá)到V-0級(jí)。
　　本論文的創(chuàng)新之處有以下幾點(diǎn)：
　　(1)采用間接硫酸法對(duì)磷尾礦進(jìn)行分解，使硅渣和磷石膏得到較為徹底的分離，得到純凈的硅渣便于對(duì)硅的綜合利用。酸浸所得渣相和液相均得到有效利用，為無(wú)尾礦生產(chǎn)磷礦資源提供理論和試驗(yàn)支持；
　　(2)首次嘗試用酸浸硅渣生產(chǎn)白炭黑的可能性，制定的白炭黑符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；
　　(3)首次用循環(huán)酸浸-復(fù)鹽結(jié)晶法從高鎂磷尾礦中凈化濕法磷酸制備