磷矿浮选尾矿煅烧铵盐法实验研究

针对瓮福磷矿浮选尾矿的资源特点,将磷尾矿作为高磷白云石矿进行处理,舍弃了传统的白云石碳化法,提出了煅烧-铵盐选择浸出工艺,不仅可以开发出具有高附加值和工业应用前景的优质氢氧化镁、氧化镁以及轻质碳酸钙,并且可获得适于湿法磷酸生产的磷精矿,较好实现资源的综合利用。研究表明:在煅烧温度为900℃时,尾矿中白云石分解,而氟磷酸钙不分解;煅烧熟料用硝酸铵浸出,CaO浸出率可达80.43%;浸出渣用硫酸铵二次浸出,MgO浸出率可达91%以上,二次浸出渣为含P2O538%以上的磷精矿;P2O5回收率达88.58%。该研究为综合利用磷矿浮选尾矿提供了基础性资料。     

煅烧条件对白云石质磷尾矿热分解规律的影响

对贵州川恒磷尾矿的热分解进行了研究,考察了煅烧温度、煅烧时间、升温速率对磷尾矿分解规律的影响。结果表明,在煅烧温度为950℃,煅烧时间为30min,升温速率为10℃/min,原料粒径为200目的条件下,CaO质量分数为32.92%,MgO质量分数为22.91%;测得活性CaO使用盐酸量为23.8mL,活性MgO质量分数为59.04%。熟料达到制备白云石质耐火材料原料的标准,为磷尾矿的综合利用提供了一定的理论依据。     

磷尾矿热分解动力学机理与煅烧工艺研究

磷尾矿中的钙、镁、磷资源含量丰富。使用煅烧-浸出法以磷尾矿为原料生产镁盐时，首先需要将磷尾矿煅烧分解为氧化钙和氧化镁，达到活化、提纯的目的。磷尾矿的热分解机理对生成镁盐的质量以及煅烧工艺的选择等都具有重要意义。对磷尾矿热分解动力学特性与煅烧工艺进行了探究，为磷尾矿资源的回收利用提供理论指导。研究表明，在升温速率为10℃/min条件下煅烧温度由25℃升高至1 000℃的过程中，磷尾矿非等温热分解过程可分为两个阶段，即400～500℃白云石分解为碳酸钙与氧化镁的第一阶段和700～900℃碳酸钙分解为氧化钙的第二阶段，并分别确立了相应的热分解动力学方程。较优煅烧条件：煅烧温度为900℃、煅烧时间为4 h、升温速率为15℃/min、尾矿粒度小于0.150 mm。     

磷尾矿粒度分布的研究

为了掌握磷尾矿的热解性能,对磷尾矿进行煅烧实验,并测定煅烧前后粒度变化情况及煅烧后氧化钙、氧化镁生成情况。结果表明,尾矿中磷矿和白云石的粒度在整个粒度范围都有分布,其中未煅烧尾矿的粒径范围为0.6¹20μm,平均粒径为15μm,尾矿煅烧后粒径范围变为0.6120μm,平均粒径为15μm,尾矿煅烧后粒径范围变为0.6⁷3μm,因此,不能用简单的筛分将磷精矿与碳酸盐分离。     

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。     

磷尾矿热分解率的测定

为了掌握磷尾矿的热解性能,对磷尾矿进行不同时间、不同温度的煅烧实验,并测定煅烧后氧化钙、氧化镁分解情况。实验结果表明,当煅烧温度达到600℃时磷尾矿开始分解,分解不是通常认为的碳酸镁先分解,而是碳酸钙和碳酸镁伴随分解,温度到750℃时碳酸钙碳酸镁基本分解完全。     

瓮福磷尾矿热分解过程研究

磷尾矿主要来自选矿提取磷精矿以后剩下的尾矿渣,属工业固体废弃物,长期未得到有效的处理和利用,严重污染了环境,并浪费了资源。磷尾矿的主要成分为白云石。通过对磷尾矿的热分解研究,确定了分离得到MgO和CaO的最佳工艺条件:样品在不同温度下煅烧不同时间,测得尾矿完全热分解温度为950±10℃,温度变化区间为920～950℃;通过产物活性测定、碳化法得出分离MgO和CaO的最佳热工温度为800℃,最佳煅烧时间为5 h。     

中低品位磷矿及磷尾矿高效清洁利用集成技术应用前景展望

针对现有中低品位磷矿选矿技术存在的磷回收率及磷精矿品位偏低、磷尾矿堆存带来巨大环境风险等问题,开发了中低品位磷矿及磷尾矿煅烧、硝酸铵浸出钙镁制取高品质低镁磷精矿及回收高纯钙镁产品集成技术。该技术无新的尾矿产生及废水排放,磷回收率大于99%,磷精矿P_2O_5品位高达36%～38%、MgO质量分数为0.3%～0.8%,可以满足磷矿湿法及热法深加工对磷精矿品质的要求;回收的高纯碳酸钙、氢氧化镁产品为下游深加工创造了良好条件。该技术为构建磷钙镁一体化产业链提供了有力的技术支持,形成了中低品位磷矿及磷尾矿高效清洁利用的绿色环保工艺。     

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9.46×10⁵;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。     

煅烧和消化工艺对白云石活性的影响

以白云石为原料,采用柠檬酸测定法,通过控制煅烧温度、保温时间、消化温度和消化时间等因素,研究了煅烧和消化工艺对白云石活性的影响及最佳的煅烧和消化条件.结果表明:煅烧温度为950℃,保温时间为1.5 h时,煅烧产物中的氧化镁活性最好;以最佳煅烧条件下得到的白云灰粉进行消化反应,消化温度为80 ℃、消化时间为30 min时,得到的消化产物活性最高.工艺简单、操作方便,对进一步利用白云石制备氢氧化镁和氧化镁产品具有重要的参考价值.     

磷酸活化磷尾矿制取聚合态钙镁磷肥的工艺条件研究

为减少磷尾矿对环境的损害,采用高温分子间脱水聚合的方法,对利用磷尾矿合成聚合态钙镁磷肥做了研究。将磷酸和磷尾矿按照物质的量比[n（P₂O₅）∶n（CaO+MgO）]为1∶（1.2~1.8）进行混合反应,将反应的料浆在250~600 ℃下煅烧1~5 h得到干基的产品。产品检测结果表明,聚合态钙镁磷肥的聚合度为1~4,P₂O₅的聚合率在80%以上,总P₂O₅质量分数为50%~60%,CaO质量分数为17%左右,MgO质量分数为12%左右,产品结构为多孔隙的球状结构。该产品可以根据不同地区的需要灵活调整原料配比,以得到不同性质的产品。该研究已经在中试装置中进行试生产,正式生产车间目前正在中国贵州建设,目标产能为20万t/a。     

贵州织金某磷矿反浮选工艺研究与实践

贵州织金某磷矿原矿P₂O₅品位为20.85%、MgO质量分数为7.50%,属高镁低硅磷矿。针对矿石性质,采用反浮选工艺,通过1粗1扫和1粗1扫1精加精扫两种工艺流进行选别,结果表明:,前者精矿MgO质量分数为1.80%左右,不能满足下游生产指标要求;后者可获得精矿P₂O₅品位为32.42%、MgO质量分数为0.92%、精矿P₂O₅回收率为89.62%的工艺指标。     

冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究

针对冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液中的磷进入滤渣难以回收利用导致硝酸磷肥装置产能低、胶磷矿富集技术浸取工段氨逃逸率低致使浸取液中硝酸铵含量高造成下游无法使用的问题,开展了粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究。实验方法及最优反应条件：原矿经破碎、煅烧（煅烧温度为900~1 100 ℃,煅烧时间为1.5~3.0 h）,用粗硝钙液浸取,利用粗硝钙液的热能和化学反应热控制反应温度为60~70 ℃（不需加热,节省了蒸汽消耗）,反应pH为4.5~6.5,反应过程中无磷析出。在此条件下制取的磷精矿中五氧化二磷质量分数≥35%、氧化镁质量分数≤1.0%,磷回收率为100.49%~100.60%。将制取的磷精矿进行酸解,提高了酸不溶物的分离效率,可满足下游生产白色硝酸磷肥对原料的要求,副产的浸取液可用于生产氨基酸液体肥和中量元素营养母粒。该方法无尾矿产生,绿色环保,为磷矿的高效利用提供了新的研究思路。     

年处理100万t中低品位磷矿高效清洁生产工艺

中低品位磷矿高效清洁综合利用是中国基础磷化工产业发展中遇到的共性瓶颈问题。以中低品位磷矿磷-钙-镁一体化综合利用中试成果为基础,通过创新集成技术对中低品位磷矿直接进行处理,获得高品质磷精矿[w（P₂O₅）≥36%、w（MgO）≤0.5%]可用于任何湿法磷酸及热法黄磷生产工艺,同时回收高附加值的氢氧化镁和轻质碳酸钙。该工艺磷全部回收、无尾矿产生、实现了废水近零排放,项目的实施对推动中国磷化工产业可持续发展及从源头解决“三磷”问题具有重要意义。     

磷尾矿煅烧及酸浸过程动力学研究

以湿法磷酸生产的经浮选后的废弃磷尾矿为原料,从其中分离回收钙镁,制备新型土壤调节剂糖醇钙镁,对磷尾矿进行了煅烧活化和酸浸动力学的实验研究。基于热重分析及钙镁酸解浸出率分析的研究结果表明,磷尾矿中白云石热分解过程为吸热反应,白云石热分解遵循二维相界面反应模型;钙、镁浸出反应表观活化能分别为13.157、23.023 kJ/mol;煅烧活化后的尾矿酸浸出速率受内扩散控制,获得白云石热分解及钙、镁浸出反应的动力学方程。     

煅烧工艺制度对轻烧白云石活性度的影响

通过煅烧实验和显微结构观察,研究了煅烧工艺对三种自云石轻烧后活性度的影响,得出如下结论：（1）保温时间为90min,随煅烧温度提高轻烧白云石的活性呈现先升高、后降低的趋势,在1050℃活性度达到最高点。（2）对应某煅烧温度存在一个煅烧时间使轻烧白云石活性最高。（3）白云石的煅烧颗粒尺寸影响煅烧产物活性度。（4）白云石原矿的显微结构对煅烧产物活性度有很大影响,一般晶粒粗大的原矿易得到活性较高的煅烧产物。     

CHARACTERISTICS OF THE REVERSIBLE REACTION BETWEEN CO2(g) AND CALCINED DOLOMITE

The noncatalytic gas-solid reaction between calcined dolomite and CO₂(g) has been studied in an electrobalance reactor as a function of temperature, pressure, and reactive gas composition. Multicycle tests consisting of as many as ten complete calcination-carbonation cycles were carried out to obtain information on sorbent durability. Surface area, pore volume, and pore size distribution measurements were made to supplement the reaction studies. This reaction is of interest both as a model for studying (he importance of structural property changes in gas-solid reactions, and as the basis for a possible process for the high temperature separation of CO₂ from gas streams.

Calcined dolomite is a superior sorbent to calcined CaCO₃ in that larger fractional conversions of CaO and improved multicycle durability are possible. With CaO obtained from CaCO₃, the first-cycle fractional recarbonation was limited to about 0.80, a value which decreased by 15 to 20% in each subsequent cycle. In contrast, the first-cycle fractional recarbonation of CaO in calcined dolomite was typically 0.90 to 0.95, and this value decreased by only 1 to 2% in each subsequent cycle. These advantages are atlributed to the “excess” pore volume created by the original decomposition of MgCO₃ in dolomite, and by a reduction in the rate of CaCO₃ sintering in the presence of MgO.     

白云灰乳碳酸化工艺研究

中国白云石蕴藏量巨大,白云灰乳碳酸化是白云石碳化法制备轻质碳酸镁、氧化镁等镁化合物的关键步骤之一,关系到镁的产率、产品中钙的含量及生产成本。通过单因素实验和正交实验,研究了碳酸化过程镁的溶出率及重镁水中的钙含量与碳酸化反应温度、反应终点pH、白云灰乳质量浓度的关系,从而为提高碳酸化过程镁的溶出率,实现钙镁的有效分离提供可靠的依据。研究表明：影响镁的溶出率及重镁水中钙含量的主要因素为pH。白云灰乳碳酸化最佳工艺条件：白云灰乳质量浓度为9.00 g/L（以氧化镁计）,反应温度为30 ℃,反应终点pH为7.50。在此条件下镁的溶出率为74.49%,重镁水中钙的质量浓度为0.10 g/L。