论文部分内容阅读
磷矿是重要的矿产资源。中国磷矿资源储量居世界第二位,大部分磷矿属于中低品位[w（P2O5）<30%]钙镁质碳酸盐型胶磷矿,约1/3的磷矿伴生有氟、碘、稀土等元素。中低品位胶磷矿矿物颗粒细小、嵌布紧密,白云石、石英以及铁铝质等脉石矿物含量高,必须通过选矿方能满足湿法加工用磷矿的要求。通常,磷矿反浮选技术可满足大多数情况下湿法加工用磷矿的要求,但难以满足水溶肥、聚磷酸、聚磷酸铵、硝酸磷肥高塔造粒等生产工艺的要求。同时,磷矿浮选还存在磷回收率相对较低、资源利用不够充分、尾矿量大及难处置等问题。采用焙烧-消化的化学选矿方式对磷矿进行前处理,并回收利用尾渣,可获得高品质磷精矿,同时减少尾矿渣的排放。磷矿焙烧-消化过程能否有效去除磷矿中的钙镁杂质矿物并回收共伴生的碘,与杂质白云石受热分解、分解产物CaO和MgO的热水消化,以及磷矿共伴生碘的迁移分布行为密切相关。论文以贵州富藏的含碘沉积型磷块岩为原料,研究磷矿焙烧-消化过程对白云石热分解与消化、磷矿P2O5品位、MgO脱除率的影响,考察焙烧-消化-酸解过程磷矿共伴生碘的迁移分布行为,评价焙烧消化磷精矿硝酸酸解效果,为硝酸磷肥生产过程强化及磷矿共伴生碘资源化综合利用提供应用基础理论和技术支撑。（1）研究了焙烧-消化过程磷矿P2O5品位变化及伴生碘的三相迁移分布。结果表明:在焙烧温度990℃、焙烧时间52min、磷矿颗粒尺寸-160目、消化温度60℃、消化时间30min、液固比2的最优实验条件下,磷矿P2O5品位达到最高32.56%,伴生碘的气、液、固三相迁移分布率分别为:88.30%、1.77%、9.93%。（2）研究了酸解过程磷矿P2O5分解率变化及伴生碘的三相迁移分布。结果表明:在酸解温度60℃酸解时间50min硝酸浓度51.6%酸解比1.25的最优实验条件下,磷矿P2O5分解率达到最大值98.90%,碘的气、液、固三相迁移分布率分别为81.73%,9.69%,8.58%。（3）分析比较了硝酸分解焙烧消化磷精矿和浮选磷精矿的P2O5分解率和碘的三相迁移分布。结果表明:在相同的工艺条件下,焙烧消化磷精矿的P2O5分解率更高,碘更多的向气相中迁移。相比于浮选磷精矿,焙烧消化磷精矿酸解过程中酸解时间及酸解比相对更低。（4）用热分析法研究了中低品位磷矿中杂质白云石的热分解历程。结果表明:磷矿中白云石热分解分为两个阶段,第一阶段是白云石CaMg（CO3）2中分解温度较低的MgCO3先开始分解,随着温度的升高,少部分CaCO3分解;第二阶段则是在MgCO3完全分解后CaCO3继续分解。白云石热分解第一和第二阶段的热分解机理分别遵循二维相界面反应（圆柱体对称,n=1/2）和三维扩散（球形对称,Jander方程）机理,2个阶段的热分解活化能E分别为111.9 kJ/mol和176.9 kJ/mol,动力学方程分别为: