磷尾礦是磷礦石采選過(guò)程產(chǎn)生的固體廢棄物,主要化學(xué)組成為氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅和五氧化二磷等,其中氧化鈣含量在32%左右,氧化鎂18%左右,五氧化二磷在5~10%之間。如果不予利用,不僅會(huì)造成環(huán)境污染,而且也將導(dǎo)致磷、鈣、鎂、硅等有價(jià)資源的流失。
目前,我國(guó)對(duì)磷尾礦的利用方法主要有:
01
萃取-反萃法回收磷和鎂
采用浮選法分選磷礦石會(huì)產(chǎn)生大量的浮選尾礦,其中P2O5含量在8%左右,MgO含量17%左右。采用萃取-反萃法進(jìn)行處理,以正丁醇為萃取劑,控制磷酸濃度為30%,在均衡攪拌、常溫的條件下萃取,P2O5萃取率達(dá)到68%以上。用水做反萃劑,在常溫下反萃,P2O5反萃率達(dá)到90%以上,既可以有效回收其中的磷資源,也使鎂資源得到回收。
02
碳化法回收磷和鎂
將磷尾礦于900℃下煅燒,使白云石相中的MgCO3、CaCO3轉(zhuǎn)化為CaO和MgO,加水消化轉(zhuǎn)化為氫氧化鈣和氫氧化鎂。向漿液中通二氧化碳,使物料中的氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂,碳化完成,經(jīng)過(guò)濾得重鎂水和碳酸鈣,從而實(shí)現(xiàn)磷尾礦中鎂元素的有效分離。向重鎂水中加氨水,使碳酸氫鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂。也可以將所得重鎂水熱解,使其中的碳酸氫鎂轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鎂。分離出鎂元素后所得殘余物中P2O5品位得到提升。但由于殘余物中鈣元素沒(méi)有得到分離,因此P2O5品位提升幅度有限。
03
煅燒-浸出法回收磷和鎂
根據(jù)磷尾礦的特點(diǎn),在經(jīng)過(guò)煅燒后以銨鹽為浸出劑浸出其中的CaO和MgO,得含有鈣鹽和鎂鹽的銨浸浸出液和磷精礦。所得銨浸出液用于分離制取鈣、鎂產(chǎn)品。所得磷精礦中P2O5達(dá)到30%以上,回收率大于95%,從而實(shí)現(xiàn)了磷尾礦中磷、鈣、鎂的回收利用。
04
氨循環(huán)法回收鈣鎂
將磷尾礦煅燒后用銨鹽浸出其中的鈣、鎂,得含有鈣鹽和鎂鹽的溶液,同時(shí)揮發(fā)出氨。以硝酸或鹽酸為吸收劑吸收揮發(fā)出的氨,得銨鹽溶液。將銨鹽溶液返回浸出工序循環(huán)用作銨浸劑。所得氨浸出液用于回收提取鈣、鎂化合物。此外,還可以以水為吸收劑吸收所產(chǎn)生的氨制得氨水,再以氨水為吸收劑吸收磷尾礦煅燒生成的CO2,使生成碳酸銨。以碳酸銨為沉淀劑沉淀銨浸出液中的鎂得堿式碳酸鎂和氯化銨,將所得氯化銨溶液返回銨鹽浸出工序用作銨浸劑。
05
磷尾礦綜合利用新工藝
河南睿博環(huán)境工程技術(shù)有限公司對(duì)磷尾礦綜合利用技術(shù)進(jìn)行了研究,并取得了重大進(jìn)展。所開(kāi)發(fā)的工藝主要有:
?。?)鹽酸法處理磷尾礦生產(chǎn)氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鈣、飼料用磷酸氫鈣、氟硅酸鈉和輪胎用白炭黑。所得氧化鎂達(dá)到硅鋼級(jí)氧化鎂質(zhì)量要求,輕質(zhì)碳酸鈣符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),磷酸氫鈣被用作飼料添加劑,白炭黑符合綠色輪胎行業(yè)要求。生產(chǎn)過(guò)程無(wú)排放,經(jīng)濟(jì)效益良好。
?。?)碳化法處理磷尾礦生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣、堿式碳酸鎂并回收磷礦石。該工藝解決了磷尾礦燒結(jié)及窯氣收集、燒成物消化、鈣鹽浸出及碳化、鈣鹽浸出殘余物碳化、重鎂水熱解、磷精礦分離等關(guān)鍵技術(shù),成功開(kāi)發(fā)出了碳化法處理磷尾礦新工藝,所得產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質(zhì)量好,無(wú)污染等特點(diǎn),具有很高的工業(yè)化價(jià)值?! ?/span>
磷尾礦中含有豐富的鈣、鎂和磷資源,其產(chǎn)生與堆存不僅影響環(huán)境,而且還會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。研究磷礦尾礦中有價(jià)資源的回收利用,對(duì)磷礦石采選及磷化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。從循環(huán)經(jīng)濟(jì)角度看,回收磷礦尾礦中的有價(jià)元素,如鈣、鎂、磷等,有利于實(shí)現(xiàn)磷礦石采選及磷化工行業(yè)長(zhǎng)期良性發(fā)展。