磷矿浮选尾矿煅烧铵盐法综合回收镁、磷试验研究

论文摘要

本文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,提出了铵盐选择浸出的生产工艺。不仅开发出具有高附加值和工业应用前景的氢氧化镁、氧化镁以及轻质碳酸钙,并获得了可用于湿法磷酸生产工艺的磷精矿,同时也缓解了由于大量磷尾矿堆存所带来的一系列环保问题,较好地实现了资源的综合利用。通过对磷尾矿物相及成分的分析,各组分的物理化学性质的分析,以及热力学理论的应用,研究了煅烧、浸出试验的合理性及可行性。通过对磷尾矿的煅烧试验,确定了最佳的煅烧条件。在此条件下,磷尾矿的失重率为38.06%。对煅烧后熟料的浸出试验,确定了氧化钙浸出的最佳条件。此条件下,钙的浸出率为80.43%,镁的浸出率为1.12%,能够较好地实现钙镁的分离。对提钙后滤渣的硫酸铵浸出试验,采用单因素试验与正交试验的结合,确定了氧化镁浸出的最佳条件。此条件下,镁的浸出率达91%以上,达到了理想的浸出效果。对硝酸钙溶液净化、碳化后制备的轻质碳酸钙,对硫酸镁溶液净化、氨水沉淀后制备的氢氧化镁,以及对氢氧化镁进行焙烧后制备的氧化镁,三者经检测均能达到相关的国家质量标准。通过对磷尾矿煅烧熟料的二段浸出,所得滤渣为P2O5含量达38%以上的优质磷精矿,且回收率达88.58%。本试验工艺条件易于控制,操作简单,对设备要求低,基本上可以实现氨碳的循环利用,仅有少量对环境无污染的废渣。上述研究成果对瓮福磷矿浮选尾矿的开发利用具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题提出的背景
• 1.1.1 国内外磷矿资源概述
• 1.1.2 贵州磷矿资源分布及特点
• 1.1.3 磷尾矿的产生及危害
• 1.1.4 磷尾矿的利用现状
• 1.1.5 研究的目的及意义
• 1.2 对瓮福磷尾矿资源特点的分析及试验方案的选择
• 1.2.1 现有的生产氧化镁与氢氧化镁的方法
• 1.2.2 镁钙产品的基本概况
• 1.2.2.1 氧化镁的用途及前景
• 1.2.2.2 氢氧化镁的用途及前景
• 1.2.2.3 碳酸钙的用途及前景
• 1.2.3 试验方案的确定
• 1.2.4 试验方法及工艺流程
• 1.2.5 与现有生产技术的比较及创新
• 2 试验准备及试验内容
• 2.1 试验所用主要原料
• 2.1.1 磷尾矿主要成分测定
• 2.1.2 磷尾矿的物相组成分析
• 2.1.3 磷尾矿的粒度测定
• 2.2 试验所用设备
• 2.3 试验内容
• 3 煅烧试验研究
• 3.1 磷尾矿煅烧的物理化学行为及热力学分析
• 3.1.1 白云石的物理化学性质
• 3.1.1.1 白云石的矿物特性
• 3.1.1.2 白云石的热特性
• 3.1.2 氟磷灰石的物理化学性质
• 3.1.3 铁化合物的物理化学性质
• 3.1.4 硅质矿物的物理化学性质
• 3.1.5 煅烧热力学分析
• 3.2 煅烧试验
• 3.2.1 试验结果与分析
• 3.2.1.1 白云石在不同粒度磷尾矿中的分布
• 3.2.1.2 煅烧温度对磷尾矿失重率的影响
• 3.2.1.3 煅烧时间对磷尾矿失重率的影响
• 3.2.2 煅烧熟料的化学分析
• 3.3 本章小结
• 4 浸出试验研究
• 4.1 浸出热力学分析
• 4.2 浸出试验
• 4.2.1 氧化钙浸出试验的结果与分析
• 4.2.1.1 铵盐的选择及用量对煅烧熟料中氧化钙和氧化镁浸出率的影响
• 4.2.1.2 反应时间对氧化钙、氧化镁浸出率的影响
• 4.2.1.3 液固比对氧化钙、氧化镁浸出率的影响
• 4.2.1.4 反应温度对氧化钙、氧化镁浸出率的影响
• 4.2.1.5 搅拌强度对氧化钙、氧化镁浸出率的影响
• 4.2.2 提钙后滤渣的化学分析
• 4.2.3 氧化镁浸出试验的结果与分析
• 4.2.3.1 硫酸铵过量系数对氧化镁浸出率的影响
• 4.2.3.2 液固比对氧化镁浸出率的影响
• 4.2.3.3 浸出时间对氧化镁浸出率的影响
• 4.2.3.4 搅拌强度对氧化镁浸出率的影响
• 4.2.4 四因素三水平正交试验
• 4.2.5 正交试验结果的分析讨论
• 4.2.6 最优工艺条件的验证
• 4.3 磷精矿的回收
• 4.4 本章小结
• 5 净化和沉淀试验研究
• 5.1 硝酸钙溶液的净化和沉淀试验
• 5.1.1 硝酸钙溶液的净化
• 5.1.2 硝酸钙溶液的沉淀
• 5.2 硫酸镁溶液的净化和沉淀试验
• 5.2.1 硫酸镁溶液的净化
• 5.2.2 硫酸镁溶液的氨水沉淀
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录