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。

高镁磷尾矿硝酸分解过程研究

在磷尾矿回收利用过程中,酸解是至关重要的一步,而酸解的效率往往并不理想。针对该问题,以湖北某高镁磷尾矿为对象,对其硝酸分解过程的反应热力学进行了分析,研究了不同参数条件对磷尾矿硝酸分解效果的影响,并对酸浸液和酸浸渣进行了成分分析。研究结果表明:在硝酸溶液体系下,高镁磷尾矿的分解反应在常温下可自发进行,液固比为3.8∶1,硝酸浓度为34%的条件下,磷尾矿的分解效率最高,达到了91.84%,此时白云石基本已溶解完全,而部分氟磷灰石未完全溶解。

不同白云石掺量的高镁磷尾矿热处理动力学研究

为了给高镁磷尾矿煅烧提供动力学理论指导,以白云石矿粉和低品位高镁磷矿粉为原料,通过调整二者的掺量,模拟不同矿产区的高镁磷尾矿,对其进行热重-差示扫描量热法(TG-DSC)测试,利用Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger法、Satava-Sestak法分别对白云石非等温热分解进行计算分析,结果表明:相同白云石掺量的高镁磷尾矿煅烧时,升温速率越快,白云石热分解的起始温度和结束温度越高,白云石热分解的驱动力越大,分解速率越快;磷尾矿中白云石热分解遵循三维扩散机理,活化能为106.48 kJ/mol,指前因子为9.46×10^(5);基于研究成果,建立了磷尾矿热分解动力学模型,为悬浮煅烧高镁磷尾矿提供了理论基础。

高镁磷尾矿中磷和镁在硫酸中的溶解动力学

对高镁磷尾矿中磷和镁在硫酸中的溶解动力学进行了研究,考察了固膜产物的物相形态变化及搅拌强度、反应温度和硫酸质量分数对溶解过程的影响.结果表明,包含自阻化因素的德罗兹多夫方程能较好地描述P2O5和MgO的溶解过程,且二者溶解的阻缓系数均大于1.6,其表观活化能分别为14.881和11.908kJ/mol,为固膜内扩散控制.

高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

利用电子探针背散射电子成像分析和微区成分分析功能,对贵州瓮福高镁磷尾矿的矿石结构和矿物组成进行了研究,以探索尾矿与其原矿之间的差异,为综合开发利用磷尾矿提供必要的依据。结果表明该高磷尾矿的矿石结构可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。前者矿物组成包括白云石单矿物、磷灰石单矿物、褐铁矿单矿物、石英单矿物;后者包括白云石-磷灰石多矿物、磷灰石-白云石-石英多矿物,属高镁低品位磷矿。矿物组成类型按其含量从高到低依次为白云石质尾矿、白云石磷灰石质尾矿、磷灰石白云石石英质尾矿、石英质尾矿、磷灰石质尾矿、褐铁矿质尾矿,白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物,白云石颗粒是含量最高的碎屑类型。

高镁磷尾矿循环酸浸制备磷酸二铵试验研究

采用循环酸浸-复盐结晶法从高镁磷尾矿中净化湿法磷酸制备磷酸二铵。结果表明,经过5次循环后浓缩滤液中P_2O_5质量浓度达到240.9 g/L,达到有机碱复合提取磷酸的要求;获得的磷酸二铵产品达到国家标准优等品的要求,该方法是一条适合工业化的工艺路线。

高镁磷尾矿在磷酸中的溶解动力学

对高镁磷尾矿在磷酸中的溶解动力学进行了研究,考查了磷酸中P2O5质量分数及反应温度对酸解过程的影响。选用考虑了自阻化因素的德罗兹多夫方程1/tln(100/(100-α))-β((α%)/t)=k来描述该过程的酸解动力学。研究结果表明:反应速率常数随温度的升高和磷酸中P2O5质量分数的增加而增加。该反应属于扩散控制,反应活化能约为29.2kJ/mol。

某高镁磷尾矿硫酸分解工艺条件初步研究

对高镁磷尾矿在硫酸中的酸解工艺条件进行了研究。讨论了各种因素对酸解过程的影响。在优化工艺条件下反应,MgO的转化率为98.36%,P2O5的转化率为94.53%。

某高镁磷尾矿矿石工艺特性研究

对某磷矿尾矿的物相和化学组成、反应特性及发泡性能进行了研究。结果表明:该尾矿的主要物相为CaMg(CO3 )2、Ca5F(PO4 )3,MgO含量为19. 0%、P2O5 含量为5. 94%;尾矿的反应活性较好,抗阻缓性较差,发泡比较严重,加入消泡剂BMS-1后,发泡明显减弱。

高镁磷尾矿的物性测试和研究

以贵州瓮福磷矿浮选后的尾矿资源为研究对象,从物性测试着手,研究了其物理化学特性、酸解反应特性及其煅烧特性。研究结果表明,该尾矿属高镁低品位磷矿,主要物相为白云石,粒度极细,镁主要集中于颗粒内部,酸解反应活性为99.65%,抗阻缓系数为12.87,所含白云石较氟磷灰石先分解。本研究可为综合利用浮选尾矿提供必要的基础理论依据。

高镁磷尾矿综合利用的基础研究

以贵州瓮福磷尾矿为研究对象，采用酸法循环浸出，富集酸解液中的P2O5，并对富集液进行净化研究，以期为综合回收尾矿中的磷和镁提供必要的依据。研究表明，循环浸出5～6次，酸解液中P20s质量浓度可达80g／L左右，MgO质量浓度可达190g／L以上，有利于进一步回收处理；在反应温度60℃、反应时间2h、碳酸钠加入量为理论计算量、磷尾矿加入量为理论加入量的120％、五硫化二磷加入量为理论加入量的条件下，脱氟率为85．7％、脱硫率为80．1％，净化后溶液中的Pb^3＋的质量分数为4．8×10^-4%、As^3＋的质量分数为11．3×10^-4％，与分别对富集液进行脱氟、脱硫、脱重金属的效果相差不大，能满足净化要求。

高温热力学在高镁磷尾矿浸出过程中的应用

根据热力学计算原理,以高镁磷尾矿中主要物质白云石和氟磷灰石在硫酸水溶液中的高温PHT0计算为例,研究了Mg2+-Ca2+-H2CO3-H2O、CaCO3.MgCO3-SO42--H2O、Ca2+-F--H3PO4-H2O、Ca5(PO4)3F-SO24--H2O、Mg2+-H3PO4-H2O体系在高温与常温下的热力学平衡变化情况。结果表明,CaCO3.MgCO3和Ca5(PO4)3F在水溶液中的平衡常数K0随温度的升高而降低;二者在硫酸水溶液中的主要反应pH0随温度升高而降低,浸出反应需在较高酸度下进行;二者在酸性溶液中的溶解高温较常温下有较大迁移。

高镁磷尾矿在硫酸中的溶解动力学

对高镁磷尾矿在硫酸中的溶解动力学进行了研究。考查了硫酸质量分数及反应温度对酸解过程的影响；选用考虑了自阻化因素的德罗兹多夫方程1/tln100/100-α-βα%/t=k描述酸解过程的动力学。研究结果表明：反应速率常数随温度的升高而增加，随硫酸质量分数的增加而减小。该反应属于扩散控制．反应活化能约为4～7kJ／mol。

硫酸连续分解高镁磷尾矿的实验研究

模拟工业硫酸分解磷矿制磷酸装置分解高镁磷尾矿以回收其中的P2O5及MgO,详细考察了硫酸过量系数、搅拌转速、液固比、反应温度和反应时间对P2O3及MgO转化率的影响，在最佳工艺条件下P2O5的转化率为95.52％，MgO的转化率为98．56％；随着液相表观SO3质量浓度的增加，磷石膏的过滤强度增大，适宜的液相表观SO3质量浓度为0．155～0．16g／ml．此时磷石膏的过滤强度为1765．6kg／m^2·h。

高镁磷尾矿酸解反应行为研究

对磷矿浮选尾矿在硫酸中的酸解行为进行了研究。考察了搅拌强度和粒度对酸解过程的影响,重点探讨了P2O5、MgO、Fe2O3、Al2O3的酸解行为,并研究了尾矿连续酸解反应行为。研究结果表明:搅拌速度提高到300rpm以上时,磷尾矿酸解反应受扩散控制;粒度对尾矿分解率的影响不明显;尾矿中MgO和P2O5均以较高溶解率溶解进入溶液(大于75%),且二者浸出率相差不大、随各因素变化的趋势大致相同,只是前者略高于后者;Fe2O3、Al2O3的溶解行为受硫酸浓度的影响较大,铝杂质的溶解率较铁杂质高;溶液中的镁富集到一定程度时会以结晶态析出。

高镁磷尾矿制备磷镁二元复合肥料的初步研究

在对高镁磷尾矿的物相和化学组成、反应特性、抗阻缓性、发泡特性以及消泡剂使用等方面进行研究的基础上,进一步研究利用高镁磷尾矿制备磷镁二元复合肥料。在硫酸酸解高镁磷尾矿的工艺条件下,反应后分离液固两相,在过滤的滤液中加入适量的氧化镁粉和磷酸,烘干后得到的白色结晶状物质,即是研究的目标产物。

高镁磷尾矿酸解工艺条件研究

以高镁磷尾矿和硫酸为原料进行了综合回收镁的工艺研究。通过对酸解过程的试验研究,讨论了各种因素对酸解过程的影响,优化出了最佳工艺条件,即反应温度80℃、反应时间90min、硫酸质量分数20%、液固比4.0∶1,在此最佳工艺条件下镁的浸出率为95.50%。

高镁磷尾矿碳化法制备碱式碳酸镁研究

以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法对高镁磷尾矿中的磷、镁、钙进行分离,经过煅烧、消化、碳化、热解处理等工序得到碱式碳酸镁和磷精矿。实验结果表明:将高镁磷尾矿煅烧后的消化料浆先进行常压碳化然后进行加压碳化,加压碳化条件为料浆氧化镁质量浓度为12.0~13.5 g/L、二氧化碳分压为0.18 MPa、碳化终点温度为25℃,在此条件下镁的回收率达到87%~90%,得到的磷精矿五氧化二磷质量分数达到28%~30%,磷的回收率为60%~65%;将两步碳化后得到的重镁水进行热解,热解条件为重镁水氧化镁质量浓度为10~12 g/L、真空度为0.085 MPa、热解温度为60℃、热解时间为50 min,在此条件下所得滤液氧化镁质量浓度为0.7 g/L,镁的回收率为93%。以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法制得碱式碳酸镁,经分析产品质量符合HG/T 2959—2010《工业水合碱式碳酸镁》的要求。采用碳化法处理高镁磷尾矿,磷、镁回收率高。此方法为中国高镁磷尾矿的回收利用提供了一条行之有效的技术途径。

高镁磷尾矿制备二水硫酸钙晶须的研究探讨

以高镁磷尾矿为原料,采用常压酸化法制备二水硫酸钙晶须,通过单因素条件试验考察了H+浓度、Mg2+浓度、PO43-浓度及Fe3+浓度等因素对晶须长径比的影响,并通过对比试验探究了滴加方法及酸解液陈化的影响。结果表明,制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:在反滴且酸解液陈化的前提下,H+浓度为3 mol/L,Mg2+浓度为3.27 mol/L,PO43-为1.112 mol/L,同时尽量除去Fe3+,在此条件下制备而成的硫酸钙晶须长径比达到50以上,且形貌均一。

高镁磷尾矿处理氨氮废水的试验探究

高镁磷尾矿的利用率较低,不断堆存会造成环境问题,本文采用高镁磷尾矿处理氨氮废水以达到以废治废的效果。本试验采用了磷酸镁铵化学沉淀法来处理模拟氨氮废水,探究其最佳反应条件,并在此基础上对不同浓度的实际氨氮废水进行处理。在pH=7、n(Mg^(2+))∶n(PO_(4)^(3-))∶n(NH_(4)^(+))=3.8∶1∶0.48、18℃、50 min反应条件下氨氮去除率为98.92%,氨氮浓度达到《污水综合排放标准》中的一级排放标准。对实际氨氮废水进行处理,得到初始氨氮浓度越高,氨氮去除率越高。处理后液体达到了《污水综合排放标准》中氨氮排放的二级排放标准。所得的沉淀物达到了磷酸镁铵肥料级标准,无毒害。