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。     

磷尾矿碳化法制取氢氧化镁的研究

为回收浮选尾矿中的镁与磷,对磷尾矿进行煅烧后用CO2进行碳化,分离镁与磷矿,然后将含镁溶液用氨水中和生产氢氧化镁。介绍反应原理,探讨煅烧与碳化的最佳工艺条件,得到的氢氧化镁产品w(Mg(OH)2)达96%以上,磷矿中w(P2O5)由5.79%提升至14.91%。     

氢氧化镁的纯化

将原料氢氧化镁细粉加入氯化钙溶液中,混合后通人二氧化碳,分离出碳酸钙沉淀和不溶物。再用氧化剂(空气、氯气)和碱化剂(氧化镁)处理氯化镁清液,     

高镁钙磷尾矿酸解制纳米级碳酸钙

以磷尾矿经硝酸复合溶剂酸解、除铁铝净化、钙镁分离得到的钙源为原料,采用碳化法制备碳酸钙。主要探讨了制备纳米级碳酸钙过程中碳酸铵溶液浓度、碳化温度、碳酸铵加入量对产物纯度及钙回收率的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒度仪对碳酸钙的物相、形貌、粒度进行分析。结果表明:在碳酸铵溶液浓度为1.00 mol/L、碳化温度为40 ℃、碳酸铵与钙离子物质的量比为1.1条件下,制得碳酸钙的纯度为89.27%、钙回收率为85.54%,碳酸钙呈纳米粒状。     

硫酸镁制备高纯氢氧化镁工艺技术的研究

采用硫酸镁与氨为原料,研究了硫酸镁质量分数、氨镁摩尔比、搅拌转速及反应终点溶液的pH值对Mg(OH)_2纯度及产率的影响,得到制备氢氧化镁的最佳工艺条件。结果表明,硫酸镁质量分数为15.70%、氨镁摩尔比为6.0、搅拌转速为400 r/min、反应终点溶液p H值控制在11.10的工艺条件下,Mg(OH)_2的纯度达到99.45%,产率达到92.31%,为回收利用高镁磷尾矿中镁资源生产氢氧化镁提供重要参数。     

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。     

石灰法制备氢氧化镁工艺研究

研究了石灰法制备氢氧化镁的工艺,即将石灰乳(氢氧化钙)作为沉淀剂,与盐湖副产水氯镁石配制的溶液进行反应制备氢氧化镁产品。研究了工艺条件对氢氧化镁产品纯度的影响,确定了获得高纯度氢氧化镁产品的最优工艺条件。优化条件:以浓度为1 mol/L的氯化钙溶液作为石灰消化的介质,石灰乳与水氯镁石配比(钙与镁物质的量比)为0.3,反应温度为30℃。     

氨气法制备氢氧化镁工艺研究

以水氯镁石和氨气为原料,在不加入任何添加剂的条件下,利用直接沉淀法,制备具有高料浆质量分数的氢氧化镁阻燃剂。研究了搅拌强度、氨镁摩尔比、氨气加入流量、陈化时间、反应温度、氯化镁浓度对制备氢氧化镁粒度分布以及料浆浓度的影响,确定了最佳工艺条件:搅拌强度350 r/min、氨镁摩尔比2∶1、氨气加入流量320 mL/min、陈化时间90 min、反应温度60℃、氯化镁浓度4.30 mol/L。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和激光粒度分布仪表征产品的形貌、结构及粒度。在最佳工艺条件下制备得到的氢氧化镁D501.43μm,D902.40μm,料浆质量分数12.26%,Mg收率69.41%,氢氧化镁纯度99.60%,白度99.34。     

不同因素对氢氧化镁粒径的影响程度

以氨水为沉淀剂与氯化镁反应,直接沉淀法制备氢氧化镁,探讨了反应温度、氯化镁浓度、氨水浓度、氨水加入流量、氨镁比、反应时间对制备超细氢氧化镁阻燃剂的影响程度。通过正交实验,选用L25(56)正交试验表,进行了25次实验,其中有9次实验均生产出了D(50)1.00μm的氢氧化镁产品。得出各影响因素的影响程度依次为:镁离子浓度氨镁比反应温度氨水加入速度氨水浓度反应时间。     

六氨氯化镁制备与应用

综述了六氨氯化镁的理化性质和制备方法。六氨氯化镁可通过高沸点溶剂体系合成法、水氨体系合成法、低沸点溶剂体系合成法、硅化镁制硅烷合成法等方法制取。重点综述了六氨氯化镁的应用。以六氨氯化镁为原料采取热解法可制取无水氯化镁,无水氯化镁是电解法制金属镁的原料,用途十分广泛;利用六氨氯化镁还可制取高纯氢氧化镁、阻燃级氢氧化镁、碱式碳酸镁、工业氧化镁、活性氧化镁等系列镁化合物产品。     

利用电石渣和氯化镁制氢氧化镁工艺研究

采用电石渣和盐湖氯化镁为原料制取氢氧化镁。电石渣（氢氧化钙）与氯化铵反应生成氨气,将氨气通入氯化镁溶液中制备氢氧化镁。通过单因素实验和正交实验得出最佳工艺条件：氯化铵与氯化镁物质的量比为5.0,氯化镁浓度为2.0 mol/L,反应时间为60 min,反应温度为25 ℃,陈化时间为2 h。在该条件下氢氧化镁的生成率可达到89%,纯度也可达到98%以上。通过X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）表征表明,氢氧化镁产品为片状,粒径在800 nm左右。采用该方法制备氢氧化镁,不仅可以解决电石渣和盐湖氯化镁的大量堆放问题,而且可以制备出高品质的氢氧化镁产品。     

硝酸酸解磷尾矿制备氢氧化镁工艺条件研究

以磷尾矿经硝酸复合溶剂酸解、除铁等纯化过程得到的镁源为原料,采用碱性沉淀剂制备氢氧化镁。探讨了不同沉淀剂、沉淀剂滴加速度、沉淀温度、陈化时间对产品纯度及回收率的影响。实验结果表明,当选择氨水为沉淀剂,滴加氨水使溶液pH达到11.5,滴加速度为1.5 m L/min,沉淀反应温度为45℃,陈化时间为120 min,在此条件下镁回收率为89.86%,产品Mg(OH)2纯度为90.43%。并用XRD、粒度分析仪和SEM分别对产物的成分、粒度分布以及形貌特征进行分析,测试表明,产品粒度均匀,呈片状。     

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。     

含钙镁废渣综合利用的现状及展望

钙镁型废渣可分为氢氧化钙型、碳酸钙型,根据其中镁含量高低,又可分为高镁型和低镁型,只有高镁型废渣才需要对镁元素进行分离回收;常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、皂化废渣、磷尾矿等。对钙镁型废渣充分综合利用的现状总结归纳为：氢氧化钙型废渣需通过浸取、过滤分离、浸取液碳化等主要化学物理分离步骤;碳酸钙型废渣需要经过煅烧分解、消化浸取、过滤分离、浸取液碳化等化学物理分离步骤,就可实现将钙元素以轻质碳酸钙（PCC）的形式分离出来;如果是高镁型废渣,则需要增加残渣中氢氧化镁的二氧化碳碳化、过滤分离、氨水沉淀分离或碳酸氢镁热解等化学物理步骤来实现镁元素的分离回收。展望未来,钙镁型废渣充分综合利用是一类兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目,值得关注、重视与推广。     

膨润土测定阳离子交换量缩合滴定和凯式蒸馏滴定方法的比对

膨润土测定阳离子交换容量的传统方法,用氯化铵-乙醇溶液中的铵离子为交换离子,过量的氯化铵需要洗净,加入氯化钙溶液用钙离子置换被样品所交换的铵离子,置换出的铵离子与甲醛进行缩合反应产生与铵离子等量的物质,用经过标定的氢氧化钠溶液滴定缩合产物。对比的方法是膨润土以乙酸铵溶液为交换液,用乙醇洗去多余的铵根,加入氯化镁,用凯式定氮仪蒸馏出氨,经硼酸溶液吸收,以标准盐酸溶液滴定,根据铵离子的量计算出试样中阳离子交换量。     

白云石制备高纯氧化镁的工艺研究

以白云石为原料,通过煅烧、消化、硫酸酸浸、过滤得硫酸镁溶液,采用氨水沉淀法制备氢氧化镁中间体,经煅烧得高纯氧化镁。研究了加入硫酸后白云石灰乳终点pH、反应温度、硫酸镁浓度和煅烧温度对镁的浸出率、沉淀率以及产品氧化镁纯度的影响,最终确定最佳工艺条件为：灰乳终点pH为6,反应温度为40 ℃,硫酸镁浓度为0.8 mol/L,煅烧温度为900 ℃。在此条件下制备的氧化镁纯度达到99.0%以上,满足高纯氧化镁的要求。     

磁化条件下不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响

为阐明磁化条件下无机镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,采用检测溶液电导率、pH和钙离子浓度等方法来考察磁化条件下不同种类镁盐（硫酸镁、硝酸镁、氯化镁和碳酸镁）对碳酸钙溶解行为的影响。结果表明,磁化条件下硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用,作用最显著的是硫酸镁,其可使溶液钙离子浓度提高55.0%;碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用,其可使溶液钙离子浓度减少36.0%。硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用的原因在于溶液中镁离子产生的盐效应以及3种镁盐造成磁化碳酸钙溶液pH不同程度的减小。而碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用的原因在于碳酸根产生的同离子效应和极化作用以及碳酸镁使磁化碳酸钙溶液pH增大。研究结果揭示了磁化溶液中不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,可为利用镁盐调控碳酸钙溶解行为提供理论依据,并对强化磁化除垢效果有一定的参考意义。     

磷石膏钙渣制备高品质轻质碳酸钙工艺研究

以磷石膏钙渣为原料,用盐酸浸取,将其中的钙溶出,通过二次除杂得到精制氯化钙溶液,精制氯化钙溶液再经碳化制备出高品质轻质碳酸钙产品。重点研究了酸溶和精制过程,得出了最优工艺参数。采用最优工艺参数制备了产品,所得产品经贵州省化工产品质量监督检查站检测,达到了HG/T 2226—2000《工业沉淀碳酸钙》优级品标准。利用扫描电镜对产品进行了表征,结果表明产品粒子呈均匀棒状,分散性好。     

磷尾矿制氢氧化镁的原料性质研究

针对综合利用磷矿浮选后剩余大量高镁低磷尾矿问题,研究了该尾矿作为制取氢氧化镁的原料而对其物理、化学性质进行实验。结果表明:w(MgCO3)=21.1%,w(CaCO3)=67.7%的尾矿受热分解,碳酸盐在高温下释放二氧化碳转变为氧化物,热分解时间随着温度升高越来越短,到850℃以后分解时间在30 min左右。根据钙盐和镁盐的热分解条件不同,可以控制不同的分解条件使高镁低磷尾矿选择性地分解,分离钙镁并最终制出氢氧化镁。     

浓海水综合利用中钙镁分离新技术研究

对浓海水综合利用中钙镁分离新技术进行研究，试验了苛化+碳化除钙镁，草酸/草酸钠混合液选择性除钙两种方案，并对加入比例、pH、钙镁浓度变化等方面进行了探索。得出结论：1)苛化+碳化的方法除钙镁，相对传统化学沉淀法，原料便宜，而且耦合了热电烟道气减碳，副产的硫酸钙、氢氧化镁、碳酸钙纯度高更有利于制备高附加值产品。2)采用草酸/草酸钠混合液选择性除钙，效率高、反应快，除钙后溶液可以再次反渗透或者热法浓缩，超浓缩液再去原料便宜处集中提镁、提钙或直接应用，此工艺对于单独浓海水提镁制备高端镁产品可以消除钙的影响，同时对于浓海水软化+浓缩制盐可以大大节省原料费用和设备费用。