磷尾礦綜合利用研究.pdf

1、隨著磷礦的不斷開采，我國磷礦富礦資源磷匱乏現象凸顯。尾礦作為磷礦采礦與選礦過程中產生的一種工業(yè)固體廢棄物，不論是建庫堆積還是作廢物拋棄都嚴重危害到了自然環(huán)境，同時還損失了磷尾礦中所含的許多有價值的有效成分。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行，堆存在尾礦庫中的磷尾礦逐漸增多，原有的尾礦庫以無法滿足逐漸增多的尾礦量，新建尾礦庫勢必破壞山林、農田這些生態(tài)環(huán)境。因此對磷尾礦進行綜合利用具有非常明顯的現實意義，不僅可以解決環(huán)境污染

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

3、酸浸不斷富集，利用復鹽結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）來進行磷礦脫鎂實驗，以及磷礦脫鎂液回收利用研究。
　　研究結論如下：
　?。?）分別利用XRD、XRF、SEM、TG對高鎂磷尾礦進行分析可知：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。
　　（2）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，對鹽酸分解高鎂磷尾礦的工藝路線進行了摸索，得出了最佳的分解條件為投料比2.25、反應溫度60℃、反應時間20 min。
　　（3）對高鎂磷尾礦酸浸后得到的礦渣分別利用XRD、XRF、BET對酸浸后的礦渣進行分析可知：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，需對其進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時得到較高的鎂回收率。
　　（5）循環(huán)酸解過程酸解液中P2O5、MgO濃度，以及MgSO4、CaSO4的沉淀率都是隨著循環(huán)次數的增加而逐漸增加的，其中M

6、gSO4、CaSO4的沉淀率經過5次循環(huán)后分別達到75.5％、99.8％；濃縮濾液中MgO濃度隨循環(huán)次數增加逐漸減小，而 P2O5濃度是隨循環(huán)次數增加逐漸增大，經過5次循環(huán)后濃縮濾液中P2O5濃度達到17％左右，基本達到有機堿復合提取磷酸的要求。
　　（6）按照本文試驗流程和工藝操作條件，所得產品，七水硫酸鎂達到國家行業(yè)標準一等品要求，磷酸二銨符合國家標準優(yōu)等品要求。
　　（7）進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行分解、選擇200目原礦進行分解、溶液pH=2、投料比為2.66、反應時間60 min、反應溫度70℃。在最佳反應條件下，磷礦脫鎂率達到65％以上，磷損失率控制在1.5％以下，經過脫鎂處理后的磷礦品位從反應前的25.14％提高到28.89％左右。
　　（8）磷礦脫鎂液制備復合阻燃劑產品的過程中，產品A/PER的最佳復配比例為4:1，產品B/ME最佳復配比例為1:3；兩種復配阻燃劑在最佳復配比例下質量分數為

8、30％時，阻燃PP，垂直燃燒級別均達到V-0級。
　　本論文的創(chuàng)新之處有以下幾點：
　　(1)采用間接硫酸法對磷尾礦進行分解，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硅的綜合利用。酸浸所得渣相和液相均得到有效利用，為無尾礦生產磷礦資源提供理論和試驗支持；
　　(2)首次嘗試用酸浸硅渣生產白炭黑的可能性，制定的白炭黑符合產品質量標準；
　　(3)首次用循環(huán)酸浸-復鹽結晶法從高鎂磷尾礦中凈化濕法磷酸制備