醋酸酸解磷尾矿制备醋酸钙镁融雪剂工艺研究

以磷矿经过选矿后产生的固体废弃物磷尾矿为原料,回收其中的有价元素钙、镁制备环保型融雪剂醋酸钙镁并同时富集其中的P_(2)O_(5)。通过醋酸酸解磷尾矿实验研究,考察了醋酸用量、液固质量比、反应温度、搅拌转速、反应时间对磷尾矿中钙镁浸出率的影响,结果表明,在醋酸用量为理论用量的130%、液固质量比为14∶1、反应温度为90℃、搅拌速率为1000 r/min、反应时间为3 h的条件下,CaO的浸出率可达到78.26%,MgO的浸出率可达到76.32%,磷尾矿中P_(2)O_(5)的质量分数从8.82%提高至25.91%。酸解液经调节pH后蒸发结晶得到醋酸钙镁盐,对其进行表征和性能测试,结果表明,其各项指标均符合GB/T 23851—2017《融雪剂》要求,是一种低腐蚀性、可降解、融冰雪性能优异的环保型融雪剂。

磷尾矿综合利用现状及研究进展

中国磷矿资源丰富,但多为中低品位磷矿,需要选矿才能用于化工生产。磷尾矿是磷矿石经选矿产生的磷含量较低的固体废弃物,可以看作中低品位磷尾矿,主要由氧化钙、氧化镁、五氧化二磷、二氧化硅组成,有极大的综合利用潜力。针对磷尾矿的结构、组成成分、物理化学性质综述了磷尾矿综合利用现状及研究进展,详细阐述了磷尾矿在矿区填充、浸取钙镁等有价元素、再选回收磷元素,以及农业、建筑、环保等方面的应用。分析了磷尾矿综合利用过程中面临的问题并对其发展前景进行展望。指出开发新型环保高效的磷尾矿综合利用工艺是磷尾矿利用的发展方向,是磷化工企业和社会的共同需要,符合资源绿色高效利用和可持续发展的基本国策。

高镁磷尾矿作为矿物掺合料应用于混凝土性能研究

高镁磷尾矿是磷矿反浮选过程产生的固体废弃物,主要矿物相为白云石、少量氟磷灰石和石英。将磷尾矿烘干粉磨后制成磷尾矿粉,分析了磷尾矿粉粒径分布、毒害性,参照GB/T51003—2014《矿物掺合料应用技术规范》测定了磷尾矿粉相关性能指标。以水泥、磷尾矿粉、粉煤灰为凝胶材料,制备了不同强度等级C30、C40、C50及C60混凝土,测定了混凝土工作性能、力学性能,并分析了掺磷尾矿粉水泥浆不同水化龄期的矿物组成。结果表明,经过烘干粉磨后,磷尾矿粒径D_(90)由133.1μm降至63.4μm,烧失量为39%、28d活性指数为70%、亚甲蓝值小于1.4、流动度比大于100%。当磷尾矿粉占总凝胶材料10%时配制的C60混凝土,坍落度为230mm、28d强度为64.1MPa、90 d强度为78.6 MPa;在养护龄期为90 d时,磷尾矿粉水泥硬化体中出现新矿物相水滑石,有利于混凝土后期强度增长。磷尾矿粉可作为矿物掺合料用于制备混凝土。

高温活化磷尾矿钝化矿区污染土壤中阳离子态重金属研究

矿冶场地土壤重金属污染是重要的环境问题,亟需研发低成本的高效修复技术。化学钝化是常用修复技术,但现有钝化材料仍存在效率较低、成本较高等问题。本研究采用900℃高温处理制备活化磷尾矿材料,研究不同处理下材料对土壤重金属的钝化效果。结果表明:高温处理将磷尾矿中的白云石分解为方解石、MgO和CaO,活化材料可显著提升土壤pH,降低土壤可交换态重金属含量;添加0.8%的高温活化磷尾矿钝化30天后,土壤可交换态Zn、Cd和Pb含量分别降低97%、46%和95%。重金属由可交换态向碳酸盐结合态转化,部分Cd转化为铁锰氧化物结合态。主要钝化机理为MgO与水反应生成氢氧化物提升土壤pH,促使重金属形成氧化物、氢氧化物沉淀,同时增加铁锰氧化物对Cd的吸附固定。研究结果可为矿区土壤原位钝化和磷尾矿资源化利用提供参考。

宜昌某磷尾矿工艺矿物学

这是一篇工艺矿物学领域的论文。采用矿物表面自动定量分析系统(AMICS),对某选厂的磷尾矿进行了系统的工艺矿物学研究。着重分析了磷尾矿中的化学成分、矿物组成、矿物嵌布特征、有价组分的粒度和赋存状态以及矿物解离度等性质。结果表明:该尾矿试样中主要脉石矿物为白云石,还含少量石英。磷矿物主要为胶磷矿,以贫连生体的形式存在,磷矿物粒度微细并与脉石矿物共生关系密切。论文研究结果可为磷矿选矿工艺优化及尾矿资源综合利用提供一定的指导。

磷尾矿在农业领域的应用研究现状及展望

我国磷矿资源丰富,但平均品位不高,经采选后会产生大量的磷尾矿,而磷尾矿中含有大量植物生长所必需的元素,实现磷尾矿在农业领域的资源化利用至关重要。介绍了土壤系统中的磷循环及不同地区磷尾矿的化学组成,综述了磷尾矿在农业领域的应用现状,包括复垦修复、制肥、制备土壤调理剂及土壤保水剂等,提出了磷尾矿在农业领域的梯级利用新思路,指出合理运用物理、化学或生物等手段,激发磷尾矿中有效元素活性并使其再次进入生态循环,是实现磷尾矿在农业领域资源化利用的关键,为进一步提高磷尾矿的资源化利用水平提供了指导。

磷尾矿工艺矿物学特征与资源化利用可行性分析

为充分了解磷尾矿的矿石性质,为磷尾矿的资源化利用提供技术思路,利用MLA、偏光显微镜、电子扫描显微镜(SEM)、粒度分析仪,研究云南某磷尾矿的矿物组成、主要矿物颗粒和有害杂质的赋存状态、嵌布特征、共生关系和粒度分布等矿物学特征。结果表明,磷尾矿粒度较细,作为土壤调理剂,或提供钙、镁源作为生产含镁或含钙物质的原料时,具有粒度较细,无需研磨的优势,但不利于充填体强度的增加;磷尾矿中含有大量的钙、镁、磷等中量元素,同时重金属含量均低于肥料中有毒有害物质的限量要求(GB384002019);有害杂质As和Pb在磷尾矿中的粒度分布具有两边高、中间低的趋势,可以考虑分级的方式脱除富集As和Pb的粒级;磷尾矿中的磷灰石含量较少,且单体解离度低,难以通过浮选分离;磷尾矿中重金属Pb主要赋存于方铅矿和白铅矿中,分配率分别为74.68%和25.32%,方铅矿和白铅矿单体解离度高,绝大部分为单体颗粒,有利于分离;重金属砷赋存于褐铁矿中,褐铁矿单体解离率极低(33.79%),不利于矿石脱砷。试验通过工艺矿物学研究,分析了磷尾矿的矿物学特征与其资源化利用的关系,并提出有害杂质脱除的最优方法,对磷尾矿的资源化利用具有重要意义。

基于热力学分析与响应曲面法研究磷尾矿中钙镁浸出率

在回收磷尾矿中钙镁资源时,通常先将尾矿进行煅烧,然后利用浸取工艺浸取尾矿中的钙镁,用于后续资源回收。在煅烧过程中需要让磷尾矿中的白云石尽量分解,而氟磷灰石得到保留。研究利用HSC Chemistry软件进行磷尾矿煅烧热力学分析优化煅烧条件,在尾矿煅烧物浸取钙镁过程中,基于响应曲面法,分析铵钙物质的量比(7∶1~11∶1)、液固质量比(7∶1~9∶1)、反应温度(60~80℃)、反应时间(50~70 min)的交互作用对钙镁浸出率的影响,对钙镁浸出条件进行优化。结果表明,白云石完全分解为CaO、MgO且氟磷灰石不分解的煅烧温度范围为(900~1200℃)。优化钙镁浸出条件:铵钙比物质的量比为10∶1、液固质量比为8∶1、反应温度为71℃、反应时间66 min时获得最佳钙镁的浸出率,分别为92.25%和86.19%。依据优化后的浸出条件,进行多次实验,实验结果为钙浸出率为91.95%、镁浸出率为85.85%。实验结果与优化结果较为接近,证明优化结果较为准确,且通过模拟优化及实验验证,可以看出铵钙比对浸出率的影响较大。

基于煅烧磷尾矿的磷石膏无害化处理工艺研究

磷石膏是磷酸生产过程中的工业副产物,磷尾矿是磷矿选别过程中产生的固体废弃物,二者大量堆存不仅占用土地资源,还严重污染环境,制约了磷化工行业的高质量发展。为实现磷尾矿资源化利用和磷石膏的无害化处理,本文提出了以煅烧磷尾矿无害化处理磷石膏的新路径,探究了水洗次数、磷尾矿煅烧温度、静置时间、硅酸盐水泥掺量对磷石膏中水溶性磷和水溶性氟的固化效果,结果表明:将1次水洗磷石膏配制成质量分数30%的料浆,与850℃下煅烧的磷尾矿和0.5%的普通硅酸盐水泥混合,搅拌、抽滤后静置3 d,所得磷石膏浸出液中水溶性磷质量浓度低于仪器检出限、水溶性氟质量浓度降至7.94 mg/L,pH为8.5,达到第Ⅰ类一般工业固体废物排放标准。研究成果可为磷尾矿和磷石膏的有效处理处置提供参考。

磷尾矿资源肥料化利用途径研究进展

介绍了磷尾矿的来源、组成与传统利用方法,重点综述了磷尾矿资源在磷镁肥、钙镁磷肥、含磷有机肥中微量元素肥和复合肥等方面的利用途径和研究现状,强调磷尾矿资源中养分的植物有效性,以期为磷尾矿资源肥料化利用提供理论支撑,推动矿产资源养分全量化利用,促进化肥产业绿色转型升级。

掺磷尾矿配制C40混凝土的力学性能试验研究

针对经济快速发展所带来的胶凝材料和河砂等资源短缺问题,研究磷尾矿作为胶凝材料和细骨料对混凝土的影响。结果表明:当掺入5%的磷尾矿粉作为胶凝材料替代水泥时混凝土的力学性能的改善效果最好,当掺入40%的磷尾矿矿砂作为细骨料替代河砂时混凝土的力学性能提高最明显,作为固体废弃物的磷尾矿可以加入到混凝土中使用。

利用钙镁质磷尾矿制备镁钙耐火颗粒研究

鄂西地区磷尾矿以钙镁质为主,且白云石含量(质量分数)达到75%以上。经过反浮选除磷-正浮选提钙镁的工艺流程后,钙镁回收率到到60%以上,MgO品位达到20%以上。将提纯后钙镁组分通过造粒-预煅烧-分级-改性后,可制得体积密度为3.09 g/cm^(3)、耐火度大于1800℃、荷重软化温度1660℃、常温耐压强度为58.4 MPa的钙镁耐火颗粒,且通过熔炼钢试验证明尾矿中的磷元素不会在冶炼过程中熔入到钢液中,验证了磷尾矿基耐火材料应用于冶金行业的可行性。

电渗-纤维联合改良磷尾矿力学性能试验研究

尾矿的力学性能是影响尾矿坝稳定性的关键因素,玄武岩纤维的长度及掺量对磷尾矿力学性能的影响显著。本试验结合多级电压加载的电渗工艺,研究了长度为6、12、18 mm的玄武岩纤维,在不同掺量下磷尾矿的力学性能表现,并探讨了纤维改良机理。结果表明,相较单一电渗改良,掺入玄武岩纤维后磷尾矿的力学性能显著提升;同一长度纤维对尾矿力学性能的改良效果随掺量增加未单调提高,存在最优掺量区间;6、12、18 mm 3种长度纤维的最优掺量分别为2.2%、1.4%、1.1%左右;纤维提升尾矿性能是通过与尾矿颗粒相互胶结以形成团聚体和网格结构,进而增大试样的摩擦强度来实现,但过量掺入会形成孔洞,反而降低其力学性能。

磷尾矿综合利用研究现状

磷尾矿是对磷矿石进行选矿富集后产生的固体废弃物,其长期堆放不仅会占用大量土地,还会对土壤及地下水环境造成严重威胁,且因其中含有大量有价元素,还会造成资源浪费。本文介绍了磷尾矿的来源及危害,梳理了国内磷矿石选矿工艺,总结了磷尾矿中有价元素回收方法,如浮选法、化学选矿法、磁选法等;综述了磷尾矿材料化应用研究现状,主要包括3个方面:制备建筑材料,如地质聚合物、水泥、陶瓷等;制备功能材料,如陶粒、耐火材料、阻燃剂等;其他方面,如用作路基材料、制肥料、处理废水等。加快制定新型材料标准,降低磷尾矿综合利用成本,是未来需要着力解决的问题。

磷尾矿在生料配料中的应用研究

磷尾矿是磷矿石选矿后产生的尾矿,主要矿物为白云石,其氧化钙含量在40%左右,同时具有高镁特性,对其在生料配料应用具有一定限制。分析磷尾矿对煅烧熟料的各项经济及性能指标的影响,发现磷尾矿对改善生料易烧性作用不明显,熟料标煤耗变化不大,引入磷尾矿配料后导致熟料MgO和SO_(3)含量增加,熟料中C_(3)S(A矿)和C_(4)AF含量明显增加,而C_(2)S(B矿)和C_(3)A含量明显下降,进而导致熟料3 d抗压强度有上升趋势,而28 d抗压强度下降,熟料的标准稠度用水量下降0.2%~0.3%,凝结时间延长20 min左右。因此,需根据实际需求,考虑是否要重新修正配料方案,以调整熟料矿物组成及其性能。

湖北某高镁磷尾矿正浮选回收镁试验研究

本文以湖北某高镁磷尾矿为研究对象,采用正浮选开路工艺进行浮选回收白云石试验,考察了磨矿细度,抑制剂、调整剂、捕收剂用量,加药顺序,分段浮选对浮选效果的影响。试验结果表明:通过一段粗选五段精选,最终得到MgO品位为20.15%,回收率为48.92%的镁精矿,获得较好的浮选指标,为高镁磷尾矿的回收利用提供参考。

磷尾矿在水泥生产过程中的应用分析

水泥企业是资源消耗大户,利用工业废渣以及可燃废弃物和城市垃圾等做二次材料制造水泥,实现低成本扩张和环境污染实现零排放,成为各水泥生产企业的共同追求和发展目标。磷尾矿是磷矿石选矿后产生的尾矿,其氧化钙含量在40%左右,我公司加强磷尾矿特性研究和实验,在水泥生产过程中使用磷尾矿,有效降低了水泥生产成本,同时也实现磷尾矿的无害化处置,对实现资源综合利用具有重大社会效益和经济效益。

玻璃纤维磷尾矿混凝土配合比设计及力学性能试验

玻璃纤维磷尾矿混凝土是一种较普通混凝土材料具有更好力学性能和绿色环保的新型建筑材料,主要由水泥、矿物掺合料、玻璃纤维等组成。原材料在适当的配合比下,可以形成更好力学性能的混凝土材料。本文围绕玻璃纤维磷尾矿混凝土的配合比设计进行了深入研究,通过调整不同原材料的用量和比例,寻求最佳的配合比方案。同时,研究了玻璃纤维磷尾矿混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等力学性能指标,为推动玻璃纤维磷尾矿混凝土在工程实践中的应用提供了重要依据。

磷尾矿轻质超高强混凝土配制及其微观界面特性

该文以自制的筒压强度为7.2 MPa的800级磷尾矿轻质陶粒作集料,并通过添加适量硅粉、粉煤灰替换水泥作为胶凝材料,配制轻质超高强混凝土。研究了胶凝材料用量、轻细集料掺量以及浆集比对轻质超高强混凝土工作性能、力学性能及密度的影响,得出了最优配合比。在此基础上,采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)和显微硬度计研究了轻质超高强混凝土微观界面过渡区的结构特征,并与普通高强混凝土比较。结果表明:随着胶凝材料用量以及浆集比的增加,坍落度、抗压强度、干表观密度均逐渐升高;而随着轻细集料掺量增加,各项性能均呈现出下降的趋势。当胶凝材料中水泥、粉煤灰、硅灰用量比例为70%、15%、15%时,其总用量为1110 kg·m^(-3),水胶比0.19,减水剂掺量1.9%,浆集比1.80,轻质集料掺量占集料总量80%,制备的轻质超高强混凝土各项性能最优,其坍落度为225 mm,28 d抗压强度达到了115.4 MPa,干表观密度为1875 kg·m^(-3)。在轻细集料的释水内养护作用下,轻质超高强混凝土的微观界面区结构较普通高强混凝土的更加致密,形成了拱壳结构,界面区内的显微硬度平均值为89.7MPa,高于水泥石基体的显微硬度,其界面过渡区宽度约为20~25μm。

磷尾矿酸解及产品晶化本科生综合实验

基于原子经济性的固废综合利用思想,将利用固废生产高附加值产品这种“变废为宝”的产业应用概念引入本科生实验教学中,基于磷尾矿酸解综合实验进行改进,设计开展了磷尾矿酸解及产品晶化综合实验。该综合实验包括尾矿选择性酸浸取分解、分离结晶、晶体取向生长等主要化工过程,并借助扫描电子显微镜研究材料晶须长径比等微纳结构以及分析元素组成等内容,锻炼学生的动手能力和实验设备操作、分析能力,了解大精仪器的操作原理及结果分析方法,实现本科−研究生阶段的衔接。同时,强化本科生的科研创新意识,丰富实验教学理论知识体系,融入课程思政元素,从而达到综合实验的教学目的。