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Abstract

本发明属于尾矿综合利用领域，具体涉及一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法。本发明将反浮选磷矿尾矿在800～1200℃下煅烧，然后将煅烧产物粉碎，最后将粉碎后的煅烧产按粒径进行分级得到富钙镁产物、富磷产物和富硅产物，其中富磷产物可以作为磷化工的原料，富钙镁产物和富硅产物可以作为建材原料。本发明方法工艺过程简单，基本无废水、废固物的排放，适于工业应用；本发明方法实现了反浮选磷矿尾矿高效利用的目的，对综合利用矿产资源和环境保护都具有积极的意义。

Description

一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法
技术领域
本发明属于尾矿综合利用领域，具体涉及一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法。
背景技术
磷矿是一种重要的化工矿物原料。为了满足湿法磷酸对原料矿石的质量要求，目前我国主要通过各种选矿技术获得适合生产磷酸的磷精矿。反浮选磷矿尾矿是采用反浮选工艺富集磷之后残留的工业废渣，其主要矿物组成为：白云石、以胶磷矿形式存在的磷灰石和石英质矿物。通常每生产1t磷精矿，产生0.44t尾矿，每年产生约700万t的磷尾矿。长期得不到有效处理的磷尾矿堆积如山，给环境造成了严重的污染，又是资源的一种浪费，所以处理磷尾矿己是目前磷化工研究面临的重要课题。
世界上工业发达国家为了保护矿产资源、维护生态平衡，实现采、选生产良性循环，把矿产资源进行综合利用、综合治理和整体利用，提出了创建“无尾矿山”的奋斗目标，并进行了“无尾选矿”的试验研究，围绕尾矿的综合利用，以少废、无废为目标，改进选矿工艺，拓宽尾矿应用领域，达到矿山企业降耗增效的目的。我国对尾矿综合利用研究主要在：（1）提高金属回收率，特别是老尾矿的再选引起企业重视，凡具备条件的矿山企业都开始了尾矿的再选工作；（2）利用尾矿制作建筑材料；（3）尾矿充填采空区，首先对尾矿进行固化，然后用固化的尾矿充填采空区。但以上的利用还不能很好利用磷尾矿中残留的磷矿物资源，为此人们提出了一些从磷尾矿中回收磷的方法。例如专利号为201210085910.5的中国专利文献提供了一种回收高镁质磷尾矿中磷的方法，此种方法通过将高镁质磷尾矿进行煅烧，加水制成消化液，然后通入二氧化碳反应，在PH值为6.5～8停止反应，然后回收碳化液底部的沉淀物，该沉淀物即为富磷物，以此达到回收磷的目的。但以上方法只能将磷尾矿中的磷分离出来，钙、镁、硅等矿物在消化废液中没有有效利用，会造成二次污染，并且此方法要消耗大量水资源。
目前，尚未有对反浮选磷矿尾矿进行综合利用的相关报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法，包括如下步骤：将反浮选磷矿尾矿在800～1200℃下煅烧；然后将煅烧产物干法粉碎；最后将粉碎后的煅烧产物按粒径进行分级处理，得到富钙镁产物、富磷产物和富硅产物，所述富钙镁产物的粒径为小于10μm，所述富磷产物的粒径为10～40μm，所述富硅产物的粒径为大于40μm。
上述方案中，所述煅烧时间≥0.5小时。
上述方案中，所述干法粉碎为干法球磨粉碎、气流粉碎、搅拌球磨粉碎、或雷蒙磨粉碎。
上述方案中，所述分级为筛选分级和/或气流分级。
上述方案中，优选地，所述煅烧温度为900～1100℃。
上述方案中，所述富钙镁产物的矿物组成主要为氧化钙和氧化镁。
上述方案中，所述富磷产物的矿物组成主要为磷灰石。
上述方案中，所述富硅产物的矿物组成主要为氧化硅和硅酸盐。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用成本低且无污染的简单物理方法，实现了对反浮选磷矿尾矿的二次综合利用，反浮选磷矿尾矿经煅烧和粉碎后，磷灰石的颗粒粒径在一定的范围内，再通过分级处理，分别得到富磷产物、富钙镁产物和富硅产物，所述富磷产物可以用作磷化工的原料，所述含磷较少的富钙镁产物和富硅产物可以作为建筑材料原料使用，其中富钙镁产物还可以作为胶凝材料使用，本发明综合利用反浮选磷矿尾矿的方法实现了对磷矿尾矿最大的利用。
（2）本发明通过筛分分级和/或气流分级的方法对粉碎后产物进行分级处理，不消耗水，不产生水污染，符合清洁化生产工艺要求，本发明不仅解决了磷矿尾矿占用土地资源、污染环境的问题，还变废为宝、生产出高附加值的工业产品，具有良好的经济效益和重要的环保意义。
（3）本发明方法工艺简单、条件温和、易于实现。
附图说明
图1为本发明综合利用反浮选磷矿尾矿的工艺流程图。
图2为本发明实施例1～4富磷产物的X射线衍射图谱。
图3为本发明实施例1～4富钙镁产物的X射线衍射图谱。
图4为本发明实施例1～4富硅产物的X射线衍射图谱。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例、附图和附表进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
反浮选磷矿尾矿的原料组分因其产地或其它条件不同而会有所差异，可能会有一些公知的预处理步骤或选择针对性的处理设备，本领域技术人员应当理解，下述实施例仅为实例性的优选实施例，实际可以对工艺或设备进行适应性调整。
以下实施例的反浮选磷矿尾矿取自云南某处的反浮选磷矿尾矿，其化学组成如下表1所示：
表1
氧化物 CaO% MgO% P2O5% SiO2% F% CO2%
所占百分数% 41.68 9.71 9.91 10.74 2.52 23.15
实施例1
参照图1的工艺流程图，选择上述反浮选磷矿尾矿，鉴于上述反浮选磷矿尾矿特性，先将含有反浮选磷矿尾矿的浆料通过抽滤或压滤的方式形成泥饼，然后将泥饼干燥，公知的各种干燥方式均可，在本实施例中选择将压滤后的泥饼在105℃下烘干至含水率低于2%，烘干后，将干燥的磷尾矿煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为1小时。当然，采用例如湿法回转窑的方式来煅烧可以不必对反选磷矿尾矿进行干燥处理。煅烧工艺主要是为了磷尾矿中白云石分解，因此煅烧温度一般≥800℃，为了保障较高的分解率，煅烧时间一般≥0.5小时。煅烧后将煅烧产物进行粉碎，粉碎可以选择但不限于干法球磨、气流磨、搅拌磨或雷蒙磨等干法粉碎设备进行粉碎，目的是为了将煅烧后产物不同单体解离，降低不同颗粒间的黏连性。充分粉碎后，按照粒径范围采用气流、筛分或两者结合的方式将粉碎后的物料分级。其中粒径范围小于10μm的颗粒的矿物组成中氧化钙和氧化镁含量较高，因此我们将其定义为富钙镁产物，其可以作为很好的胶凝材料。粒径范围10～40μm的颗粒的矿物组成中磷灰石含量较高，因此我们将其定义为富磷产物，可以作为生产磷酸、黄磷、磷肥等磷制品的原料。粒径范围大于40μm的颗粒为的矿物组成中氧化硅和硅酸盐含量较高，因此我们将其定义为富硅产物，其可以作为建筑材料的骨料或填料。
为了验证本方法的实效，我们通过X射线衍射（XRD）分析对分级后的物料进行测试，图2中“800℃，1h”对应的图谱为本实施例的富磷产物X射线衍射图谱，将其中磷灰石换算为P2O5，P2O5占富磷产物总质量的16.54%；图3中“800℃，1h”对应的图谱为本实施例的富钙镁产物X射线衍射图谱，换算得到富钙镁产物中氧化钙和氧化镁质量份数为9%；图4中“800℃，1h”对应的图谱为本实施例的富硅产物X射线衍射图谱，换算得到富硅产物中氧化硅份数为13.5%。由此可知，本方法实现了对磷矿尾矿中磷的富集、钙镁的富集和硅产物的富集。本实施例制备工艺简单，易于实现，经济效益和环保意义显著，值得广泛推广。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，所不同的是煅烧温度为900℃。
为了验证本方法的实效，我们通过X射线衍射（XRD）分析对分级后的物料进行测试，图2中“900，1h”℃对应的图谱为本实施例的富磷产物X射线衍射图谱，将其中磷灰石换算为P2O5，P2O5占富磷产物总质量的30.15%；图3中“900，1h”℃对应的图谱为本实施例的富钙镁产物X射线衍射图谱，换算得到富钙镁产物中氧化钙和氧化镁质量份数为24.4%；图4中“900，1h”℃对应的图谱为本实施例的富硅产物X射线衍射图谱，换算得到富硅产物中氧化硅质量份数为17.1%。由此可知，本方法实现了对磷矿尾矿中磷的富集、钙镁的富集和硅产物的富集。本实施例制备工艺简单，易于实现，经济效益和环保意义显著，值得广泛推广。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，所不同的是煅烧温度为1000℃。
为了验证本方法的实效，我们通过X射线衍射（XRD）分析对分级后的物料进行测试，图2中“1000℃，1h”对应的图谱为本实施例的富磷产物X射线衍射图谱，将其中磷灰石换算为P2O5，P2O5占富磷产物总质量的31.44%；图3中“1000℃，1h”对应的图谱为本实施例的富钙镁产物X射线衍射图谱，换算得到富钙镁产物中氧化钙和氧化镁质量份数为25.2%；图4中“1000℃，1h”对应的图谱为本实施例的富硅产物X射线衍射图谱，换算得到富硅产物中氧化硅质量份数为27.6%。由此可知，本方法实现了对磷矿尾矿中磷的富集、钙镁的富集和硅产物的富集。本实施例制备工艺简单，易于实现，经济效益和环保意义显著，值得广泛推广。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，所不同的是煅烧时间为2小时。
为了验证本方法的实效，我们通过X射线衍射（XRD）分析对分级后的物料进行测试，图2中“900℃，2h”对应的图谱为本实施例的富磷产物X射线衍射图谱，将其中磷灰石换算为P2O5，P2O5占富磷产物总质量的32.51%；图3中标记为“900℃，2h”对应的图谱为本实施例的富钙镁产物X射线衍射图谱，换算得到富钙镁产物中氧化钙和氧化镁质量份数为25.6%；图4中标记为“900℃，2h”对应的图谱为本实施例的富硅产物X射线衍射图谱，换算得到富硅产物中氧化硅质量份数为18.9%。由此可知，本方法实现了对磷矿尾矿中磷的富集、钙镁的富集和硅产物的富集。本实施例制备工艺简单，易于实现，经济效益和环保意义显著，值得广泛推广。
当然，煅烧温度和煅烧时间可以根据实际情况进行调整，如本发明实施例5的煅烧温度为1100℃，煅烧时间为1小时，其测试结果与实施例3差别不大。再者本发明的实施例6的煅烧温度为1200℃，煅烧时间为0.5小时，测试结果实施例3相比较也未有特别明显改善。因此煅烧工序以白云石大部分分解为准，煅烧温度低、时间短不能够很好实现本发明，煅烧温度高、时间长则会浪费燃料资源。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法，其特征在于，包括如下步骤：将反浮选磷矿尾矿在800～1200℃下煅烧；然后将煅烧产物干法粉碎；最后将粉碎后的煅烧产物按粒径进行分级处理，得到富钙镁产物、富磷产物和富硅产物，所述富钙镁产物的粒径为小于10μm，所述富磷产物的粒径为10～40μm，所述富硅产物的粒径为大于40μm，所述煅烧的时间≥0.5小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干法粉碎为干法球磨粉碎、气流粉碎、搅拌球磨粉碎、或雷蒙磨粉碎。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分级为筛选分级或/和气流分级。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧温度为900～1100℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的富钙镁产物的矿物组成主要为氧化钙和氧化镁。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的富磷产物的矿物组成主要为磷灰石。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的富硅产物的矿物组成主要为氧化硅和硅酸盐。
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