磷尾礦粒度分布的研究

張 繽，孫成斌，周駿宏

（黔南民族師范學(xué)院，貴州都勻 558000）

磷尾礦粒度分布的研究

張 繽，孫成斌，周駿宏*

（黔南民族師范學(xué)院，貴州都勻 558000）

為了掌握磷尾礦的熱解性能，對磷尾礦進(jìn)行煅燒實(shí)驗(yàn)，并測定煅燒前后粒度變化情況及煅燒后氧化鈣、氧化鎂生成情況。結(jié)果表明，尾礦中磷礦和白云石的粒度在整個粒度范圍都有分布，其中未煅燒尾礦的粒徑范圍為0．6～120 μm，平均粒徑為15 μm，尾礦煅燒后粒徑范圍變?yōu)?．6～73 μm，因此，不能用簡單的篩分將磷精礦與碳酸鹽分離。

磷尾礦；粒度；碳酸鈣；碳酸鎂

貴州是我國磷礦主要分布區(qū)之一，但是貴州磷礦品位不高，特別是隨著開采力度的加大，磷礦趨于貧化［1］。為了滿足后續(xù)磷礦加工的要求，一般采取浮選的方法富集磷礦。富集磷礦獲得磷精礦的同時也產(chǎn)生大量的尾礦。由于利用價值低，磷尾礦作為一種工業(yè)廢棄物被長期堆積，對環(huán)境造成危害。而尾礦中含有較高的碳酸鈣、碳酸鎂和氟磷酸鈣等物質(zhì)，應(yīng)對其加以利用。所以對尾礦基本物性的探究對實(shí)現(xiàn)尾礦的綜合利用有著重要的意義。

1 儀器和試劑

全自動干法激光粒度儀（winner3003），電子天平，箱式電阻爐（BLMT－1800A），溫度數(shù)顯磁力攪拌器（S10－3）。

0．02 mol／L EDTA溶液，1∶3三乙醇胺溶液1∶1氨水，pH＝10的氨－氯化銨緩沖溶液，20%氫氧化鈉溶液，k－b指示劑，氯化銨。以上試劑均為分析純。

樣品來自貴州甕安福泉礦區(qū)的磷尾礦，在110℃風(fēng)干，研細(xì)后裝入樣品袋備用。采用EDTA滴定法測定磷尾礦中鈣鎂等的含量［2］，結(jié)果見表1。

表1 磷尾礦中各主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 The main components of phosphate tailings %

2 尾礦的粒度測定

2.1 以水為介質(zhì)測量

將未煅燒磷尾礦及不同溫度下煅燒的磷尾礦在激光粒度儀中進(jìn)行粒度分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2及圖1。

由圖1看出：①未煅燒的尾礦表現(xiàn)為兩個峰，第一個約在2 μm處，第二個在50 μm處，而在600℃下煅燒的尾礦，由于磷尾礦基本不分解，所以粒度分布圖同未煅燒的基本不變。②在700℃下煅燒的失重為9%，在20～40μm這個地方出現(xiàn)一個缺口，表明在700℃時此粒度下的尾礦有分解，在2～20 μm的粒度分布有所上升，可能是由于分解后的氧化鎂水解而導(dǎo)致。③在750℃和800℃下煅燒的尾礦粒度分布基本一致，在4 μm 前800℃的頻率比750℃略高，在4 μm后的比750℃略低，這是由于800℃煅燒是的分解比750℃的更徹底，在測定其粒度是由于碳酸鹽成分的水解后氫氧化鈣解離在水中，氫氧化鎂以沉淀形式存在且表現(xiàn)出粒度在4 μm左右。

表2 不同溫度下煅燒磷尾礦的粒度分布Table 2 The particle size of calcined phosphate tailings under different temperature%

圖1 不同溫度下尾礦的粒度頻率圖Figure 1 Tailings granularity frequency plot under different temperatures

2.2 以乙醇為介質(zhì)

尾礦700℃煅燒后由于尾礦中碳酸鹽部分已完全分解，得到的氧化鈣和氧化鎂會在水中水解變成氫氧化鎂沉淀，影響沉淀結(jié)果。為消除水解干擾，用乙醇為介質(zhì)進(jìn)行對照，結(jié)果見表3及圖2。

表3 不同介質(zhì)中磷尾礦的粒度分布Table 3 Particle size distribution of phosphate tailings in different media%

圖2 不同介質(zhì)下尾礦的粒度頻率圖Figure 2 Tailings granularity frequency plot under different medium

由圖2看出：①通過觀察，未煅燒尾礦在水介質(zhì)和乙醇介質(zhì)中的粒度分布基本走勢相同。在乙醇中的后一個峰比在水中向前移動了約10個 μm，這是由于在不同的介質(zhì)中尾礦的潤濕程度不同所引起。②由磷精礦與800℃下煅燒的尾礦粒度相對比看出，兩條粒度頻率分布基本相同。但在小于3 μm的部分800℃下煅燒的頻率比磷精礦的頻率高，這是由于氧化鎂水解后生成的氫氧化鎂分布在這里所引起的。③由未煅燒的尾礦和磷精礦粒度頻率比較，磷精礦可看成一個峰，且峰所在的位置跟尾礦第一個峰的位置一致，都是在約3 μm處，但是頻率比尾礦大了很多，在尾礦的第二個峰的位置磷精礦的頻率大幅減少。這是由于尾礦中的碳酸鹽被燒去二氧化碳后加入銨鹽將鈣鎂變成離子后在尾礦中少部分不被反應(yīng)的磷精礦所引起的。

3 結(jié)論

1）尾礦中磷精礦和碳酸鹽的分布都為0．6～120 μm，尾礦煅燒后磷精礦的粒度分布為0．6～73 μm。

2）尾礦中磷精礦與碳酸鹽是結(jié)合或附著在一起的，當(dāng)碳酸鹽被煅燒放出二氧化碳，整個骨架崩解，導(dǎo)致磷精礦顯現(xiàn)出其真實(shí)粒度所以出現(xiàn)了一個磷精礦的單峰。也就是說，磷精礦和碳酸鹽在所有粒度都有分布，不能用簡單的篩分將磷精礦與碳酸鹽分離。

［1］孔繁振．磷礦浮選尾礦煅燒銨鹽法綜合回收鎂、磷試驗(yàn)研究［D］．貴陽：貴州大學(xué)，2008．

［2］孫淑慧，馬鑫，董慶革．白云石中鈣鎂的快速測定［J］．遼寧建材，2002（3）：47．

Phosphorus tailings′particle size distribution

ZHANG Bing，SUN Cheng-bing，ZHOU Jun-hong

（Qiannan Normal College，Duyun 558000，China）

In order to grasp the pyrolysis performance of phosphate tailings，experiments on calcined phosphate tailings was done，the change of the particle size before and after calcined as well as the production of calcined calcium oxide，magnesium oxide were measured．The results showed that the particle size of both the phosphate and dolomite in phosphate tailing are distributed in the whole particle size range，wherein the uncalcined tailings particle size have a range of 0．6～120μm，an average particle diameter of 15μm．After calcination the particle sizes have a range of 0．6～73μm．Therefore，phosphate concentrate can not be separated from carbonate with a simple screening．

phosphate tailings；granularity；calcium；magnesium

TQ926．4

A

1004-275X（2014）02-0042-04

12．3969／j．issn．1004-275X．2014．02．013

收稿：2013-12-27

貴州省教育廳教學(xué)質(zhì)量提升重點(diǎn)科研項目／2013年全國大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃（201310670007）

張繽（1987-），男，彝族，貴州興義人，大學(xué)四年級。

*通信聯(lián)系人：周駿宏，教授，E-mail：zuhzoj＠aliyun．com