酸法制取磷肥原料加工与生产工艺研究

论文摘要

磷是生物细胞质的重要组成元素,也是植物生长必不可少的一种元素。世界上84%～90%的磷矿用于生产各种磷肥。磷矿又是重要的化工原料,用于制取纯磷（黄磷、赤磷）和其它化工原料。同时在磷矿物中还能提取稀土元素,独居石和磷钇矿是重要的工业稀土矿物。我国磷矿资源非常丰富,磷矿储量仅次于摩洛哥位于世界第二位,我国同时也是世界上主要的产磷国和消耗国之一。由于长期的磷矿资源无序化开采,使富矿资源日渐枯竭,贫富兼采和尾矿的开发利用将具有重要的现实意义。论文对云南省某地的磷矿擦洗尾矿进行了详细的选矿工艺试验研究,在工艺上进行对比、在药剂制度方面进行了种类及用量试验研究,制定了合理的工艺流程。论文的完成为开发利用云南省磷矿擦洗尾矿资源,提高资源的综合回收利用率奠定了基础。磷矿正浮选药剂通常采用脂肪酸类,通过对其作用于矿物表面的机理研究表明,脂肪酸类捕收剂在磷矿物的表面主要以化学吸附为主,在弱碱性条件下,矿浆中的捕收剂主要以RCOO-和（RCOO） 22-形态存在,RCOO-;和（RCOO） 22-是磷矿浮选中最有效的组分。抑制剂水玻璃在矿浆中主要是以H2SiO3和HSiO3-形态存在,它们优先吸附于石英表面,使石英亲水性增加而得到抑制。通过工艺矿物学分析表明,该矿属于变质岩型磷矿石,主要成分为钙-硅质氟磷灰石。P2O5含量为21.87%,SiO2含量为10.17%。该磷灰石嵌布粒度较粗,主要呈粒状或不规则粒状,颗粒大小一般在0.1mm,最大的可以达到3mm左右。主要的脉石矿物为石英和白云石,石英为粒状,呈分散或充填嵌布形式存在,白云石为浅茶色微粒状,呈集合体形式存在。矿石中还含有极少量的褐铁矿、赤铁矿、方解石和其他矿物。为了更好地提高磷矿资源回收率,论文对该矿样进行了重选和浮选工艺试验的对比研究。重选试验研究表明,采用单一摇床重选工艺指标不理想。当采用重液与螺旋溜槽联合工艺时（+lmm部分进入重液,-1mm部分进入螺旋溜槽）,选择三溴甲烷作为重液进行分选,在介质比重在2.9g/cm3时,得到的精矿品位为27.41%,精矿产率为52.26%,总回收率达到了65.41%。浮选试验研究中,通过大量的药剂种类试验研究,找到高效磷矿捕收剂LC3,当采用一粗一扫两次精选的正浮选工艺时,开路工艺流程可获得精矿产率为63.11%,品位为31.12%,回收率为89.89%；在小型闭路工艺试验中可获得精矿品位为28.16%,回收率为96.79%。这为磷矿擦洗后尾矿资源的利用提供了理论依据,同时可为类似矿山资源的开发提供借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磷矿资源类型及分布
• 1.1.1 世界磷矿资源概况
• 1.1.2 中国磷矿资源概况
• 1.1.3 云南磷矿资源概况
• 1.2 磷矿的主要用途
• 1.3 磷矿主要选矿工艺
• 1.3.1 浮选
• 1.3.2 "擦洗脱泥"工艺
• 1.3.3 "焙烧消化"工艺
• 1.3.4 重介质分选工艺
• 1.3.5 化学浸取工艺
• 1.3.6 光电分选工艺
• 1.3.7 微生物处理磷矿石
• 1.4 磷矿浮选药剂研究进展
• 1.4.1 抑制剂的研究进展
• 1.4.2 捕收剂的研究进展
• 1.5 本课题的主要研究目的、意义与内容
• 第二章 试验研究方法
• 2.1 试样的制备及性质
• 2.1.1 矿样的制备流程
• 2.1.2 矿样的性质
• 2.1.3 试样粒度筛析
• 2.2 试验药剂及试验设备
• 2.3 试验研究方法
• 2.3.1 测试检测方法
• 2.3.2 选别工艺试验研究
• 2.3.3 捕收剂种类试验研究
• 2.3.4 小型闭路试验研究
• 第三章 选别机理探讨
• 3.1 重选机理
• 3.2 浮选机理
• 3.2.1 氟磷灰石溶液的化学性质
• 3.2.2 捕收剂的作用机理
• 3.2.3 抑制剂的作用机理
• 第四章 重力选矿试验研究
• 4.1 重介质选别试验研究
• 4.1.1 原矿样重液试验研究
• #矿样重液验证试验研究'>4.1.2 2^#矿样重液验证试验研究
• 4.2 摇床重选试验研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 浮选试验研究结果与讨论
• 5.1 浮选试验流程
• 5.2 磨矿细度对浮选指标的影响
• 5.3 矿浆pH值对浮选指标的影响
• 5.4 抑制剂对浮选指标的影响
• 5.4.1 抑制剂种类试验
• 5.4.2 抑制剂水玻璃用量试验
• 5.5 捕收剂对浮选指标的影响
• 5.5.1 捕收剂种类试验
• 5.5.2 捕收剂LC3用量试验
• 5.6 小型闭路试验研究
• 5.7 浮选流程结构试验研究
• #矿样新型捕收剂LC3的应用'>5.8 3^#矿样新型捕收剂LC3的应用
• 5.9 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间主要参与的科研项目
• 附录B 攻读硕士学位期间发表的论文