论文摘要
钨、钼是工业上很重要的两种稀有金属元素,同时钼还是作物生长所需的微量元素。在洛阳栾川钼业集团股份有限公司用盐酸提取钨钼的选矿过程中,有大量酸性选矿废水产生。若不加处理将这些废水直接排入水体,将对矿区周边环境生态造成严重污染和破坏。本研究以该选矿废水为处理对象,将此选矿废水进行资源化利用。酸性废水中主要含有P、F、Ca、Cl等元素,经过查阅文献并结合废水的特点,采用了生石灰中和法制备磷酸氢钙产品,再将沉磷之后的滤液降温结晶生产氯化钙,结晶出氯化钙之后的滤液循环返回到盐酸提取钨钼的选矿工艺使用。本课题主要从沉磷、除钙两个方面开展研究工作,具体方案和结论如下。（1）沉磷：研究了一步法沉磷制备肥料级磷酸氢钙和二步法分步沉磷制备肥料级磷酸氢钙与饲料级磷酸氢钙两种工艺。一步法沉磷制备肥料级磷酸氢钙研究表明：在搅拌速度700r·min-1、反应温度35℃、反应时间2h、消化溶液的钙水比（WCaO/H2O,质量比）为1：5、中和到pH值为6～7之间,可使废水中的磷含量降低至0.4g/L以下,同时得到有效磷含量25%左右的肥料级磷酸氢钙；分步沉磷工艺中,第一步加入适量的生石灰除去废水中的氟,研究表明：在振荡速度200r·min-1、反应温度45℃、反应时间3h的工艺条件下,通过添加适量的生石灰可得到P2O5与F-的质量比（WP2O5/F）≥230符合饲料级磷酸氢钙生产的合格滤液,且废液中90%以上的磷留在滤液中作为下一步制备饲料级磷酸氢钙的原料,还可得到符合HG-T 3275-1999要求的合格肥料级磷酸氢钙产品；第二步制备饲料级磷酸氢钙的优惠工艺条件为反应温度50℃、反应时间1h、搅拌速度600 r·min-1、WCaO/H2O为1：4,这次将磷几乎全部沉淀出来且可得到符合GB-T 22549-2008Ⅰ型产品要求的饲料级磷酸氢钙。并由XRD衍射图可知一步中和后沉淀物以CaF2、Ca5（PO4）3F和CaHPO4为主,二步中和固体产物只检测到了CaHPO4·2H2O晶体的衍射峰。（2）除钙：研究了氯化钙在不同浓度盐酸中的溶解度,实验表明：氯化钙的溶解度均随温度的升高而升高,随盐酸溶液浓度的升高而降低。通过对实验结果的模型关联知氯化钙在不同浓度盐酸中的溶解度更好地符合多项式方程。（3）结晶：采用间歇动态法测定了氯化钙在沉磷滤液中的冷却结晶动力学,考察了降温速率、搅拌速率等操作条件对成长速率和结晶成核速率的影响。选用粒度无关生长模型,并采用间歇动态法中的矩量变换法,对结晶动力学数据进行了回归分析,得到了氯化钙冷却结晶过程的成长速率方程和成核速率方程。