焦炭-磷矿石-钾长石体系同步提取磷和钾

文章以钾长石与中低品位磷矿石资源的合理利用为目的,借鉴窑法磷酸生产原理,以焦炭、磷矿粉和钾长石为主要原料,在高温下焙烧,以磷的反应率和钾的溶出率为主要指标,考察了还原剂焦炭用量、焙烧温度、焙烧时间、钙硅比、助剂种类及助剂添加量对反应的影响。实现了焦炭-磷矿石-钾长石体系同步提取磷和钾。     

石灰石和钾长石焙烧法制备硅钙钾肥试验研究

采用钾长石和石灰石为原料,硫酸钠为助剂,在高温条件下焙烧生产硅钙钾肥。研究了钾长石与石灰石质量比、硫酸钠用量、焙烧温度与时间等因素对钾长石活化的影响,在较优条件下,枸溶性钾的溶出率为95.3%。通过X射线衍射仪对焙烧产物进行了矿物组成分析,探讨了钾长石与石灰石在添加剂硫酸钠的作用下的热反应机理。     

气体硫磺预还原磷石膏制贝利特硫铝酸盐水泥

以气体硫磺为还原介质,对磷石膏中CaSO_4进行预还原,控制原料中CaS与CaSO_4摩尔比,再通过二次高温烧结,CaS与部分CaSO_4发生氧化还原,生成的CaO与未还原的CaSO_4和硅铝质原料高温烧结可形成硫铝酸盐水泥熟料。结果表明,S与CaSO_4的摩尔比为3,900℃保温1.5 h,预还原磷石膏中CaS和CaSO_4摩尔比为1∶4.36,磷石膏分解率为23.90%,达到二段反应物料配比。预还原磷石膏和其他原料在1270℃烧结3 h,形成的水泥熟料主要矿物相是无水硫铝酸钙(C_4A_3■)、硅酸二钙(C_2S)和铁铝酸四钙(C_4AF)。水泥净浆7 d抗压强度为37.5 MPa。生产1 t贝利特硫铝酸盐水泥熟料,可消纳磷石膏约0.59 t,磷石膏消纳量提高近9倍。     

钾长石-磷石膏-活性炭提钾工艺的影响因素研究

钾长石-磷石膏-焦炭提取钾肥是利用非可溶性钾资源的可行工业化路线,其中焦炭与磷石膏的反应过程是影响提钾率的关键,本文研究了N₂或CO₂气氛下活性炭比例对体系提钾率的影响,并采用了随炉升温与定温加料两种不同的焙烧温度制度对比了不同气氛下的提钾率和焙烧产物。结果表明,随着活性炭在体系中含量的升高,提钾率出现先上升后下降的趋势。在N₂气氛下,采用定温加料体系的提钾率大于随炉升温的提钾率;在CO₂气氛下,当活性炭与磷石膏的比例小于3∶6,定温加料样品的提钾率大于随炉升温的样品,而活性炭与磷石膏的比例大于3∶6,随炉升温样品的提钾率大于定温加料样品。      

磷钾伴生矿酸解提取磷钾的过程研究

采用H_2SO_4分解高温焙烧后的磷钾伴生矿,提出直接分离P_2O_5和K_2O,制备复合化肥的工艺。研究过程考察了不同硫酸浓度、粒度、反应温度及搅拌转速对磷、钾浸出过程的影响。结果表明,当硫酸浓度为5%时,酸解产物Ca SO_4的结晶度不完全,随着硫酸浓度的增大,CaSO_4的晶须逐渐长大变粗壮,而当硫酸浓度为30%时,原有的粗大CaSO_4晶须断裂、变短;不同粒径下的焙烧渣成分不同,当颗粒的粒径大于325μm时,其P_2O_5的含量可达8.39%,而75μm以下的颗粒中仅含2.99%的P_2O_5。当在硫酸浓度为20%,搅拌转速为200 r/min,反应时间60 min,反应温度为80℃条件下,P_2O_5和K_2O的浸出率可达90%以上。     

KOH低温焙烧钾长石提取SiO2

以钾长石为原料,氢氧化钾为助熔剂,采用焙烧法破坏钾长石结构,使矿石中的不溶性硅转化成可溶性硅。采用水溶工艺溶出焙烧熟料中的硅。研究了工艺参数即焙烧温度、焙烧时间和碱矿比对SiO2溶出率的影响。结果表明,碱矿比对SiO2的溶出率影响最大,并得到最佳焙烧条件为:焙烧温度500℃、焙烧时间2.5h、碱矿比2.5。在此条件下,SiO2的溶出率可高达99.5%。     

利用钾长石尾矿制备硅钾肥试验研究

以钾长石尾矿为原料,采用焙烧工艺处理钾长石尾矿-Ca SO_4-Ca CO_3三元体系制备硅钾肥,以柠檬酸对硅钾肥中Si和K的浸出率作为硅钾肥肥力评价指标,确定最佳制备条件。结果表明,当n(钾长石尾矿)∶n(Ca SO_4)∶n(Ca CO_3)为1∶1∶16时,最佳焙烧温度为1 000℃,焙烧时间为4 h。利用2%柠檬酸对硅钾肥浸出7 d,Si和K浸出率分别为98.4%和94.4%。本研究为钾长石尾矿制备硅钾肥的生产提供理论依据和技术指导。     

钾碱中温焙烧钾长石工艺研究

以氢氧化钾为原料中温焙烧钾长石,熟料经水溶后,采用快速滴定法研究了熟料中二氧化硅的溶出规律。研究了焙烧过程中反应温度、时间、碱矿比对二氧化硅溶出率的影响。利用X射线衍射法(XRD)和扫描电镜(SEM)对最优条件下的熟料及溶出渣的物相成分及微观形貌进行了分析表征。通过实验得出二氧化硅溶出的最佳条件为：焙烧温度500℃、焙烧时间25.h、碱矿比为2.5:1,在此条件下,二氧化硅的溶出率可达99.5％,可实现钾长石的绿色化综合利用。     

钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系的热分解体系研究

对钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系的热分解反应进行了研究.应用热力学方法对体系的6个反应的吉布斯自由能进行了计算,按反应方程式的比例,对不同温度下的焙烧产物测定其钾溶出率,并进行了XRD和电子探针分析;结果表明,该体系适宜的物料配比为n(KAS6):n(CaSO4):n(CaCO3)=1:1:14,主要物相为:K2SO4、C...     

封闭恒温法由磷矿磷酸与钾长石反应提钾机理探讨

分析了钾长石矿的物相成分及化学组成 ,利用添加剂磷矿、磷酸与钾长石在反应釜中反应 ,研究了磷酸用量、反应温度、物料配比对钾长石中钾溶出率的影响 ,通过正交实验确定了适宜生产的工艺参数 ,得出最佳操作工艺条件是温度 :2 50℃ ;磷酸用量 (65 % ) :2 2 3ml;配料比m (磷矿 ) :m(钾长石 ) =1∶1。用XRD对水浸渣进行了物相分析 ,探讨了反应机理。实验结果表明 ,钾长石中K2 O溶出率可达 92 %以上     

硫酸和硫酸氢铵混合分解翁福磷矿

对硫酸和硫酸氢铵混合分解贵州翁福磷矿进行了研究。结果表明,加料方式与速度、SO42-/CaO和H2SO4/NH4HSO4比值以及初始硫酸根浓度等对磷矿的酸解有显著的影响。其优化工艺条件为:硫酸与磷矿并流加入,加料时间50m in,SO42-/CaO=1.3,H2SO4/NH4HSO4=4/4.8,反应温度70℃。在此条件下,磷矿的分解率约为94%。与纯硫酸分解磷矿相比,本方法可节约硫酸约50%。另外,本研究发现NH4+的引入可以使硫酸钙形成均匀的针状晶体,从而改善酸解浆料的过滤性能。     

热法制备含磷钾中微量元素肥料的实验研究

我国大部分土壤缺乏中微量元素,影响作物健康生长和农产品品质.热法制备肥料具有可利用中低品位磷矿,磷、钙、镁、硅等植物有益元素经高温活化养分有效性高的优点,但其工艺存在热能消耗较大的问题.本文研究SiO2/P2O5、MgO/P2O5、CaO/P2O5(mol)对体系熔融特性温度的影响,通过正交优选确定熔点为1273℃的配方PF-1.在此基础上,研究硼、锰、钾、铁元素对P2O5-CaO-MgO-SiO2体系熔点的影响,得到各营养元素的合适添加量为硼3％～5％,锰2％～4％,钾4％～8％,铁2％ ～ 5％.结合制肥需求,以磷矿、白云石、钾长石和硼镁矿等矿物原料配成矿物配方PF-2,熔点降为1045℃,降低了228℃,在增加肥料产品营养元素多样性的同时,达到了节能降耗的目的.考察热法制备肥料工艺中各养分转化率的变化规律,研究表明,延长焙烧时间可显著提高钾和铁元素的转化率;提高焙烧温度可促进各营养元素的有效转化;在熔融水淬条件下各元 素转化率普遍较焙烧法高,尤其是磷.     

钛工业固废钛石膏胶凝性与强度机理分析

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究钛石膏(TG)的胶凝性与强度机理。结果表明,110~250℃范围内,随着煅烧温度的升高,钛石膏的胶凝性呈先升高后趋于稳定的趋势。190℃煅烧2 h,钛石膏主要成分为CaSO_4·0.5H_2O,具有较好胶凝性。钛石膏中的CaMg(CO_3)_2和CaCO_3杂质来自石灰中和废硫酸过程。钛石膏试块强度较低的主要原因为:钛石膏标准稠度用水量较大,为98%,在自然养护过程中大量自由水蒸发,产生较多孔洞,密度较小,为0.9 g/cm~3,二水石膏晶体间搭接空隙较大;同时,钛石膏中的铁杂质以絮状Fe(OH)_3覆盖在CaSO_4·2H_2O晶体上,阻碍CaSO_4·2H_2O晶体的发育,导致二水石膏晶体强度较低。     

山东泗水董庄石膏矿矿床地质特征及成因分析

董庄石膏矿位于泗水盆地中,区内古近纪地层发育,卞桥组发育较齐全,其中卞桥组二段为含膏岩系。盆地内含膏层岩石组合为巨砾岩、砂砾岩、砂质黏土、黏土岩及含膏层。共有含膏层9层,含膏层与其他岩层呈过渡关系,没有一定的规律,含矿带产状变化不大。矿层中含矿率低（15%左右）,矿石类型以石膏为主,可分为原生石膏和次生石膏。董庄矿床沉积于内陆泻湖盆地,在沉积过程中由于盆地中水量的不断蒸发,CaSO4浓度的不断增加,同时黏土类物质的不断沉积,形成了本区的主要矿床类型-以黏土岩为主含石膏的矿床。对石膏矿地质特征、矿石质量及矿床成因进行了分析研究,可为泗水盆地内石膏矿的找矿勘查提供参考和借鉴。     

焙烧与生石灰改性对磷石膏中可溶磷含量的影响

磷石膏因含有可溶磷,限制了其在建材领域的应用。以生石灰作为改性剂,研究了不同生石灰/磷石膏质量比及不同焙烧温度下磷石膏中可溶磷含量的变化。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、酸碱度仪和激光粒度分析仪等仪器对焙烧前后磷石膏的物相组成、微观形貌、酸碱度和粒度分布等进行分析对比。结果表明:当焙烧温度为100~200℃时,磷石膏中的石膏全部转变为烧石膏,磷石膏晶体表面发生破损,导致可溶磷含量随着焙烧温度的升高而逐渐增加;由于生石灰能促进可溶磷转化为难溶物质,在加入改性剂生石灰焙烧后,磷石膏中可溶磷得到有效降低,且随生石灰用量的增加,可溶磷含量不断降低;通过对磷石膏改性焙烧,可获得可溶磷含量极低的磷石膏。这将为磷石膏的资源化利用提供新的指导。      

含钛高炉渣湿法提钛时杂质酸解行为的研究

对含钛高炉渣中杂质的酸解行为进行了研究,并考察了搅拌强度、渣酸比、硫酸浓度、反应时间和反应温度等因素对杂质酸解率的影响规律,结果证实:A l2O3及MgO不同程度的酸解,溶解于硫酸氧钛溶液中;CaO与硫酸反应以CaSO4进入渣相;二氧化硅以无定型留于渣相。     

矿物解离分析系统在磷石膏工艺矿物学研究中的应用

首次采用矿物解离分析系统(MLA),对湖北某工业磷石膏的化学组成、矿物组成、主要矿物颗粒形貌与嵌部特征、矿物解离度、有害元素赋存状态等方面进行了系统的工艺矿物学的探索研究,为磷石膏的资源化利用提供参考。研究表明:该磷石膏中,含量最高的为氧、钙、硫和硅元素,若要提高样品的白度,需要去除磷石膏中的致色杂质元素铁、钛。该磷石膏中矿物组成比较简单,石膏矿物含量满足GB/T 23456-2009 《磷石膏》中一级磷石膏的标准（≥85%）,其次含有少量的石英、钾长石、绿泥石、含铁铝硅酸盐、褐铁矿和黄铁矿等矿物。该磷石膏中的杂质磷主要分布在磷灰石和五氧化二磷中,深度脱磷需要水洗与酸洗相结合。      

高温热解过程中新疆高碱煤中钙的演变

以新疆准东地区高碱煤(五彩湾煤和天池能源煤)为实验煤种,通过萃取法研究煤中钙的存在形式及其在热解过程中的演变规律。研究表明,本实验中两种高碱煤中钙主要为醋酸铵溶钙和盐酸溶钙,其中天池能源煤含有较多的水溶钙。1 500℃热解后天池能源煤焦炭中水溶钙的含量明显较高,主要是因为天池能源煤中本身存在一定量的硫化钙,在高温热解的过程中保存在焦炭中;五彩湾煤焦炭中的醋酸铵溶钙含量高于其它煤种,主要是因为五彩湾煤中硅铝的含量较少导致部分钙仍以氧化钙的形式存在于焦炭中。高温热解过程中,煤焦中钙均以较为稳定的形式存在,随着热解温度的上升,焦炭中钙的含量呈上升趋势。1 200℃时焦炭中的钙主要以硬石膏和氧化钙等醋酸铵溶钙为主;1 200~1 400℃硫酸钙分解,导致水溶钙小幅上升,但整体依然以醋酸铵溶钙为主,此时的醋酸铵溶钙主要以氧化钙形式存在;1 400~1 500℃氧化钙与硅、铝等物质反应使醋酸铵溶钙转化为盐酸溶钙。