天然腐殖质材料对低品位磷矿粉水溶性磷的促释效果

低品位磷矿开发应用困难的关键问题在于其活化释放困难以及磷素在土壤中易被固定。将不同添加量的天然腐殖质材料及其衍生物作为促释材料,采用连续水浸提法、X-射线衍射以及红外光谱分析了促释材料对低品位磷矿粉的水溶性磷释放特性以及磷矿粉的结构与成键变化的影响,并通过盆栽试验进一步验证磷矿粉与促释材料在最优配比下的生物肥效。结果表明:随着促释材料添加量的提高,水溶性磷的释放也呈现增加趋势,当天然腐殖质材料和HNO3处理天然腐殖质材料分别与低品位磷矿粉混合的质量比为20︰80时,5次水溶性磷释放总量分别为对照处理的1.54倍和1.72倍。X-射线衍射分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,P2O5和Ca(PO3)2对应的特征衍射峰出现显著下降。红外光谱分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,可明显看到位于966 cm^(-1)3-处PO_(4)对称伸缩振动v1吸收峰消失,同时位于1127、673和612 cm^(-1)3-处PO_(4)非对称伸缩振-2-动v3吸收峰、H2PO_(4)相关吸收峰和HPO_(4)相关吸收峰强度均显著下降。盆栽试验进一步表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料作为一种优质有机物料按照6 g·kg^(-1)或9g·kg^(-1)的施用量同时与低品位磷矿粉按照20︰80的质量比混合后可显著提升土壤的有效磷含量,同时可快速提升土壤有机质含量。天然腐殖质材料按9 g·kg^(-1)的施用量同时与低品位磷矿粉按20︰80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较对照处理增加了29.86%、29.47%、36.48%,土壤有机质分别较CK增加34.16%、8.05%、47.40%。HNO3处理天然腐殖质材料按9 g·kg^(-1)的施用量同时与低品位磷矿粉按20︰80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较CK增加了36.97%、94.44%、34.51%,土壤有机质分别较CK增加27.29%、14.57%、45.41%。天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料呈酸性、高比表面积、腐殖质含量高、活性官能团数量多等特性是提升低品位磷矿粉的水溶性磷和土壤有效磷含量的主要原因。

喜温酸硫杆状菌浸出低品位磷矿及浸矿机理研究

采用喜温酸硫杆状菌(中等嗜热菌)浸出低品位磷矿试验研究,将微生物进行逐级驯化得到高耐受菌株。研究微生物形态、矿石成分、驯化菌株与为驯化浸出差异,通过添加表面活性剂和碳源提高浸出效率,以不同方式表征微生物在浸出过程中的浸出机理。试验结果表明,磷矿石品位14.12%,微生物为短杆状,大小(500~650)nm×(150~250)nm;经驯化后的菌株活性明显高于未驯化,经过驯化的菌株在11 d时浸出趋于平稳,最终磷浸出率为81.3%,比未驯化高9.8个百分点;吐温20、60、80的较佳用量分别为10、10、100 g/m^(3),磷浸出率分别为82.88%,86.78%、84.65%;添加葡萄糖、淀粉、蔗糖氧化还原电位最高分别为482、414、438 mV,12 d浸出率分别为80.2%、83.9%、86.8%;经微生物作用后磷矿表面变得粗糙,凹凸不平,有物质堆积,表面可以观察到侵蚀坑;喜温酸硫杆状菌大多吸附在磷矿颗粒裂缝及缺陷处;经红外光谱分析证明了磷矿物表面确实存在喜温酸硫杆状菌的吸附;磷矿石Zeta电位测试表明,磷矿石和喜温酸硫杆状菌的等电点分别为pH 4.5和pH 2.8;磷矿石在去离子水中的接触角为43.7°,在pH为2.8的硫酸中作用后的接触角为44.9°,微生物作用后,磷矿表面的润湿接触角为68.5°,疏水性明显增强。

磷矿中磷灰石及脉石与盐酸反应活性的研究

选用主要组分为磷灰石、石英、白云石的中低品位磷矿与盐酸溶液进行反应,考察了反应后的残渣质量、残渣中P2O5的含量以及残渣的X射线衍射图谱等。结果表明:原料磷矿与5%(体积分数,下同)盐酸溶液反应30 min后,白云石相基本消失,残渣中P2O5的质量分数由27.81%升至29.40%;采用10%的盐酸溶液,磷灰石开始参与反应;采用25%的盐酸溶液反应30 min后,残渣中P2O5的质量分数降至0.13%,磷灰石相基本消失。通过控制盐酸溶液体积分数,可选择性地使原料磷矿中的组分与盐酸溶液反应,达到酸法选矿、避免产生磷尾矿的目的。

宜昌某磷矿石X射线预选试验研究

为合理开发利用宜昌某低品位磷矿资源,进行了X射线预选试验。结果表明:P_(2)O_(5)品位18.74%的磷矿样碎至40~0 mm情况下,采用筛分(筛孔宽10 mm)、40~10 mm粒级X射线预选抛废、预选块精矿和10~0 mm粒级粉矿合并,获得了P_(2)O_(5)品位25.45%、P_(2)O_(5)回收率91.03%的综合精矿,达到磷产品P_(2)O_(5)品位≥25%、P_(2)O_(5)回收率≥80%的研究目标要求;中低品位磷矿石采用筛分—X射线预选工艺处理,不仅环保、高效、生产成本低、资源综合利用率高,而且工艺流程稳定可靠;块废石用于井下充填,可有效解决采空区塌陷问题,消除工业固废的潜在次生灾害。

利用低品质磷源制备高枸溶性磷肥

为了提高对低品质磷资源的利用效率,以低品位磷矿、湿法磷酸淤渣(渣酸)为主要原料,同时根据云南省澳洲坚果植株的营养特性及养分需求,采用单因素试验方法探索制备高含量枸溶性磷肥的实验条件。实验结果表明:最佳的工艺条件为湿法磷酸淤渣(渣酸)与低品位磷矿的质量比为1.0、反应温度为85℃、熟化时温度为55℃、熟化时间维持在7 d、转化剂添加量为12%、水分用量为40%。

磷酸渣活化低品位磷矿制备澳洲坚果肥的研究

为高效利用低品位磷矿和磷酸渣,减少因浮选工艺造成的环境危害,选择磷酸渣和低品位磷矿为主要原料,采用化学工艺法制备高含量枸溶性磷肥。制备的枸溶性磷肥中有效磷含量(质量分数)为27%,占总磷91%,其中枸溶磷的含量为21%,成功将低品位磷矿中的不溶性磷转化为有效磷。以此产品为磷源,补充氮源和钾源,采用机械挤压的方法,制备一种澳洲坚果专用肥。盆栽试验证明,以该产品为磷源制备的复合肥对坚果幼苗的生长具有促进作用,与不施肥(CK)组相比,澳洲坚果幼苗植株高度、冠幅、直径和叶片数的增长率分别为89.24%、61.39%、63.64%、82.69%,在澳洲坚果产业中具备良好的应用前景。

氧化亚铁硫杆菌浸出某低品位磷矿的试验研究

采用氧化亚铁硫杆菌浸出低品位磷矿,探究氧化亚铁硫杆菌的最优生长条件,并通过逐级转移驯化得到能耐受高矿浆浓度的细菌,采用驯化细菌浸出磷矿,达到提高浸出率的目的。试验结果表明:以P_(2)O_(5)品位为13.17%的贵州某磷矿为研究对象,在温度为33℃、初始pH为1.6氧化亚铁硫杆菌活性较强,浓度较高为1.63×10^(8)mL^(-1)。驯化后氧化亚铁硫杆菌浸出磷矿效率为76.6%,未经驯化的氧化亚铁硫杆菌浸出磷矿效率仅为60.3%。在矿浆质量浓度为1%、3%、5%、7%、9%时,磷矿浸出率分别为56.4%、70.4%、75.2%、64%、44.7%。以黄铁矿为营养物时磷矿的浸出率为78.6%,比以硫磺为营养物时浸出率高17.1百分点。该研究提高了低品位磷矿的浸出率,缩短了磷矿浸出时间。

中低品位磷矿石反浮选实验研究

目前,瓮福磷矿北片区磷矿石大多为中低品位难选磷矿石,在现场生产过程中,为满足下游磷精矿生产,北部片区矿石将加大入选量。北部片区部分入选矿石呈现灰黑色,该矿石在选矿过程中MgO指标很难控制,而且容易出现其指标在2%以上的不合格样,严重影响生产合格率。为解决这一生产异常波动情况,特开展了对该种矿石选矿实验研究。通过药剂调整、pH值调整、选矿时间和磨矿时间调整,进行降尾矿实验和调整药剂表面活性剂配比实验,得到最佳方案。

直接使用低品位磷矿是热法黄磷企业可持续发展的战备课题

面临磷资源逐步耗竭,磷化工行业资源为王的状况,单纯地消耗资源、追求经济数量增长的发展模式正在严重威胁着磷资源的可持续利用。分析了热法黄磷生产成本的结构变化、低品位磷矿提纯的困难程度,以及低品位磷矿制酸的成功案例,提出低品位磷矿直接利用将为热法黄磷生产技术的突破及可持续高质量发展走出一条新路。

α-氨基酸型磷矿低温浮选捕收剂的合成与应用

以工业菜子油下脚料为原料经皂化、酸解、氯化、氨基化等单元反应合成了一种新型氨基酸型浮选捕收剂,并用于云南某中低品位难选磷矿的浮选试验。结果表明,相对于传统的脂肪酸类磷矿浮选捕收剂,该α-氨基酸型捕收剂的水溶性、浮选性、药剂用量都得到明显改善;低温(10～12℃)与加温(31～33℃)条件下的浮选对比试验证明,该捕收剂具有良好的耐低温浮选性能。其研究与应用开发对降低中低品位磷矿加温浮选选矿成本具有重要意义。

磷矿脱镁降硅进展及趋势

为了实现磷矿资源的可持续利用,对中低品位磷矿进行了开发,加强了脱镁降硅效果的研究,提出了磷矿选矿的对策。

脂环酸芽孢杆菌A1的分离鉴定及其对中低品位磷矿的溶磷研究

微生物溶磷技术为充分利用我国丰富但难选的中低品位磷矿开辟了一条新的途径。旨在筛选出针对中低品位磷矿的高效溶磷菌,从湖北宜昌磷矿的酸性矿坑水中分离出一株兼性嗜酸异养菌A1。经菌株形态特征、生理生化指标和16S r DNA序列分析,鉴定属于Alicyclobacillus aeris。分析A1菌在4种不同培养基的生长及浸磷情况,结果显示,菌株A1在YSG培养基中生长及溶解中低品位磷矿的情况最佳,其中磷的浸出率高达77.22%,与无菌对照的化学浸出相比约提高了62%。根据原始磷矿和A1菌在YSG培养基中溶解的磷矿矿渣的物相分析及相应浸矿液的高效液相色谱检测,结果表明,A1菌发酵有机碳源代谢产生以草酸和柠檬酸为主的混合有机酸,磷矿石中的氟磷灰石、碳氟磷灰石经过这些有机酸的溶解,析出可溶性磷酸盐并同时生成石膏。

中低品位磷矿在农业生产上的应用展望

我国磷矿资源储量居世界第一,但中低品位磷矿占其储量85%以上,合理利用中低品位磷矿对提高磷矿资源利用率具有重要意义。文章在介绍我国中低品位磷矿资源储量和筛选方法的基础上,从利用中低品位磷矿生产钙镁磷肥、过磷酸钙、磷矿粉和微量元素肥的工艺概况及特点等方面进行总结,并对中低品位磷矿的利用和宏观调控提出以中低品位磷矿生产钙镁磷基和过磷酸钙基的作物专用复合(混)肥料,国家和地方各级政府应该加大对中低品位磷矿加工企业的扶持力度,给予一定的政策优惠等建议,以期为中低品位磷矿的进一步深入研究提供参考。

中低品位磷矿富集的新方法——干式电选法

研究了中低品位磷矿富集的新方法—干式电选法的试验情况。试验结果表明 ,按照推荐的电选流程分选入选品位大于 2 0 %的中品位磷矿获得的磷精矿可满足湿法磷酸的用料要求 ,而分选入选品位为 14 .75 %的低品位磷矿获得的磷精矿可满足磷肥或钙镁磷肥的用料要求。

云南中低品位硅钙质磷块岩工艺矿物学研究

中低品位磷块岩的开发是我国磷资源产业可持续发展的保障,工艺矿物学研究则是矿产资源合理利用的基础.本课题采用光学显微分析、X射线衍射、红外光谱、扫描电镜以及能谱分析等手段对云南中低品位硅钙质磷块岩的工艺性质进行了研究.结果表明,硅钙质磷块岩的主要矿物成分是胶磷矿、白云石、石英、铝硅酸盐矿物以及褐铁矿,均以细粒嵌布为主.胶磷矿由亚微米级碳氟磷灰石组成,并伴生少量硅、铝、镁、铁等杂质.通过粉磨,0.1 mm以下的矿石颗粒中胶磷矿解离性良好,在细粒级粉体中白云石产生了富集、而胶磷矿趋向贫化.

中低品位磷矿资源高效利用机制与途径研究进展

磷矿是生产磷肥的原料,是不可再生的重要战略资源。高品位磷矿开采过度,面临枯竭。充分利用中低品位磷矿,是磷资源可持续高效利用的关键。中低品位磷矿有效磷含量低,提高磷的活化利用效率是综合利用中低品位磷矿的核心。然而,对中低品位磷矿的利用大多重视物理和化学方法的活化效应,忽视了植物自身根际效应的活化作用。植物通过调控根系形态与生理,以及根际互作效应,促进对中低品位磷矿养分的活化与吸收。这种基于根际过程的生物活化是磷资源高效利用的重要途径。本文在总结中低品位磷矿中磷的活化方法的基础上,提出了通过强化作物根际效应,挖掘植物的生物学潜力,提高作物对中低品位磷矿的综合利用效率,为磷资源的可持续利用提供科学依据。本文主要从根际效应层面剖析了中低品位磷矿高效利用的技术原理与途径。充分发挥作物高效利用磷的生物学潜力,有效利用作物的根际特性,实现土壤–作物–磷肥的匹配,开发"绿色"新型磷肥将是未来实现磷资源可持续利用的有效途径。加强磷矿中全量养分的综合利用也是未来研究的重点方向。

云南中低品位磷矿资源利用的必要性

针对国内外磷矿资源的状况,特别是云南磷矿资源的利用现状,说明云南中、低品位磷矿资源利用的必要性。

羟肟酸磷矿捕收剂合成与应用

以工业硬脂酸为原料,经简单路线合成了一种新型α-氯代长链烷基羟肟酸浮选捕收剂,进一步与脂肪酸钠复配得到一种复合捕收剂。将其用于某中低品位难选磷矿的浮选试验,经"一粗一精"简单浮选流程得到精矿品位30.73%,回收率91.27%,MgO含量0.67%的良好指标,且药剂用量少,表明羟肟酸作为磷矿捕收剂具有良好的选择性及捕收性。

盐酸湿法磷酸生产工艺优化

利用中低品位磷矿制取工业级磷酸.盐酸分解矿石得到氯化磷酸二氢钙;重点通过对氯化磷酸二氢钙的pH值调节和硫酸打浆生产粗磷酸及其净化等工艺条件进行研究.实验结果表明,湿法磷酸达到工业级标准;该方法是一条适合工业化的工艺路线.

低品位磷矿制取磷酸试验研究

随着世界磷矿资源日渐枯竭,低品位磷矿的开发利用显得非常迫切.本研究采用硝酸分解低品位磷矿,以磷矿中P2O5的浸取率为指标,考察了硝酸的质量分数、酸比、反应温度、反应时间的影响,从而确定了硝酸分解低品位磷矿的最佳工艺条件为:硝酸质量分数29%、酸比8、反应温度60℃、反应时间45 min;在此最佳条件下,对磷矿P2O5的浸取率为98.1%;而且通过扫描电镜观察了不同反应时间下磷矿颗粒表面的形貌特征的变化.实验结果为两步法分解低品位磷矿制取磷酸并联产硫酸钙晶须的研究和可行性论证提供了基础数据.