磷尾礦干堆處理及浸出實(shí)驗(yàn)研究

胡 超

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550002）

我國(guó)磷礦資源豐富，80%集中在貴州、云南、湖北等?。?］，但大多數(shù)為中低品質(zhì)磷礦石，需要進(jìn)行選礦后才能生產(chǎn)下游產(chǎn)品。磷尾礦是磷礦開(kāi)采、加工過(guò)程或生產(chǎn)后排放的固體廢棄物，屬于二類(lèi)渣，其浸出液中總磷較高。由于長(zhǎng)時(shí)間累積且缺乏有效的治理，磷尾礦大量堆積，浸出液會(huì)排入河流、農(nóng)田之中，對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅越來(lái)越大［2］，國(guó)家已明令禁止建設(shè)新尾礦庫(kù)［3］。所以，如何行之有效地將磷尾礦處理成一類(lèi)渣是進(jìn)行干堆和充填研究的重中之重。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)原料：尾礦漿（w（固）≥56%）、石灰乳（w（CaO）≥80%），相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)原材料指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

設(shè)備：pH 檢測(cè)儀器、真空過(guò)濾機(jī)、電子秤、燒杯、玻璃棒、濾紙、桶。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 尾礦干堆處理工藝流程

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 確定pH值

在不同的實(shí)驗(yàn)桶里面分別加入濃縮后尾礦漿3 450 g，加入不同量石灰乳攪拌2 h后測(cè)pH值，澄清2 h，用注射器取上清液化驗(yàn)總磷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 尾礦漿pH值和總磷質(zhì)量濃度變化關(guān)系

由表2 可以看出，石灰乳添加量為7.14 kg/t時(shí)，礦漿pH為10.25，上清液ρ（總磷）為1.54 mg/L。因此為了保證總磷和pH 值在可控范圍內(nèi)，尾礦漿pH確定調(diào)整到10.50左右。

2.2 洗滌降pH值和總磷實(shí)驗(yàn)

按2.1節(jié)的結(jié)論進(jìn)行調(diào)漿，取上清液測(cè)定總磷和pH值，并取相應(yīng)尾礦濾餅，用濾餅水量（w（H2O）約20%）的5 倍清水量（通過(guò)理論計(jì)算總磷可降至0.5 mg/L 以下，pH 可降低0.5（結(jié)合浸出實(shí)驗(yàn)的稀釋倍率））對(duì)濾餅進(jìn)行調(diào)漿（即洗滌）、二次過(guò)濾，濾液送檢，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 洗滌實(shí)驗(yàn)指標(biāo)比較

由表3 可以看出，增加洗滌調(diào)漿、再過(guò)濾工藝，能有效降低尾礦pH和總磷。

2.3 浸出實(shí)驗(yàn)（根據(jù)HJ 557—2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行）

1） 浸提劑為蒸餾水 取100 g濾餅樣品放置在2 L 的容器里面，按固液比1∶10 加入浸提劑（蒸餾水pH 為6.0），放置在水平振蕩器上振蕩8 h，靜置16 h 后取上清液用0.45 μm 的濾膜過(guò)濾，并取濾液檢測(cè)pH值和總磷，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，浸出液的ρ（總磷）均比洗滌液ρ（總磷）還要高。經(jīng)過(guò)分析，用蒸餾水作浸提劑，因其pH 為6.0，浸出實(shí)驗(yàn)環(huán)境為弱酸性，部分磷析出而提高浸出液總磷含量，導(dǎo)致總磷超標(biāo)。

表4 浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果（蒸餾水浸出）

2） 浸提劑為雨水 取100 g濾餅樣品放置在2 L 容器中，以固液比1∶10 加入浸提劑（雨水pH為7.25），放置在水平振蕩器上，振蕩8 h，靜置16 h 后取上清液用0.45 μm 的濾膜過(guò)濾，取濾液檢測(cè)pH值和總磷，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果（雨水浸出）

由表5 可以得出，當(dāng)浸提劑采用中性雨水時(shí)，浸出液的ρ（總磷）比洗滌液的ρ（總磷）低，且pH在合理區(qū)間（6～9）內(nèi)，能夠滿(mǎn)足國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996要求。

通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可以得出，磷尾礦漿經(jīng)過(guò)處理后能達(dá)到一類(lèi)渣的要求，相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表6。

表6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及主要工藝參數(shù)

3 工業(yè)應(yīng)用

甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司根據(jù)該工藝實(shí)驗(yàn)情況，于2022 年建設(shè)新龍壩選礦廠尾礦過(guò)濾充填車(chē)間，經(jīng)過(guò)5個(gè)月的運(yùn)行，尾礦改性非常成功，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定且滿(mǎn)足國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996要求，5個(gè)月運(yùn)行指標(biāo)見(jiàn)表7。

表7 工業(yè)裝置月度工藝參數(shù)

4 結(jié)論

w（固）56%左右的磷尾礦漿，通過(guò)加7.0 kg/t的石灰乳（w（CaO）大于80 %），調(diào)整pH到10.5左右，進(jìn)行過(guò)濾，1 t濾餅用1.25 m3清水（按濾餅干基）進(jìn)行洗滌、再過(guò)濾。用該尾礦渣做浸出實(shí)驗(yàn)，指標(biāo)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996一類(lèi)渣的要求。