CN114918219A - 一种磷尾矿无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷尾矿无害化处理方法，涉及磷尾矿处理技术领域。将浮选尾矿调浆后泵入旋流器进行浓缩并脱除细粒级，旋流器溢流去尾矿库，旋流器沉砂进入搅拌槽，并加入高效固磷剂和石灰协同一次固磷；一次固磷后矿浆泵入过滤机进行脱水后，将滤饼与石灰充分混匀进行二次固磷，得到无害化处理后的磷尾矿，进行堆存或采场回填处理。采用“旋流器浓缩分级+高效固磷剂/石灰协同一次固磷+压滤脱水+石灰粉末二次固磷”的处理工艺，使尾矿达到Ⅰ类工业固体废弃物的标准同时保证堆存尾矿的稳定性，具有成本低、固磷效果好，易于工业化应用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及磷尾矿处理技术领域，具体涉及一种磷尾矿无害化处理方法。
背景技术
我国磷资源储量丰富，世界范围内仅次于摩洛哥，位居第二。但贫矿多、富矿少，除少部分高品位磷矿可以直接作为生产高效磷肥的原料，大部分需要通过选矿富集才能得以利用。每生产1t精矿约产生0.44吨尾矿，大部分磷尾矿堆存于尾矿库中，再利用率仅为7％左右。未经无害化处理的磷尾矿直接堆存，其中的有害物质在雨水等冲刷下渗透到地下，这样的处理方式不仅占用土地，甚至还会污染环境地下水，同时也造成了尾矿中大量有用元素的流失。近年来国家提出“绿色发展”战略，要求加强尾矿、固体废弃物和废水等资源化利用，减少尾矿、矸石、废石等矿业固体废物的产生量和贮存量，力争重点企业选矿废水实现“零排放”，危险固废无害化处置率达到100％。
浮选后的磷尾矿磷酸盐(以P计)含量超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的限值，为Ⅱ类工业固体废弃物。且-500目细度为65～70％，导致充填物料透水性、透气性和稳定性较差，不能直接使用。
因此，磷尾矿的排放及堆存已成为制约磷矿山企业可持续发展的主要问题，亟需开发一种磷尾矿无害化处理的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷尾矿无害化处理方法，解决现有磷尾矿直接堆存导致的环境污染，稳定性差，制约尾矿再利用的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.将浮选尾矿调浆后泵入旋流器进行浓缩并脱除细粒级，旋流器溢流去尾矿库，旋流器沉砂进入搅拌槽，并加入高效固磷剂充分作用后加入CaO搅拌40min～60min完成一次固磷；
S2.一次固磷后矿浆泵入过滤机进行脱水后，将滤饼与石灰充分混匀进行二次固磷，得到无害化处理后的磷尾矿，进行堆存或采场回填处理。
更进一步的技术方案是所述旋流器工作压力为0.10～0.15MPa，旋流器沉砂浓度为65％～69％，-500目细度含量为16％～19％。
更进一步的技术方案是所述步骤S1中高效固磷剂为九水合氯化铁、氯化镁、氯化铝和水泥中的一种或多种。
更进一步的技术方案是所述步骤S1中高效固磷剂加入量为75～120g/t，加入石灰调节矿浆pH至8.5～9.0之间。
更进一步的技术方案是所述步骤S2中滤饼含水量为15％～18％，石灰用量为2～4kg/t，二次固磷后产品浸出液pH为8.0～8.5。
更进一步的技术方案是所述步骤S1中浮选尾矿调浆后浓度为25％～35％，其中磷酸盐以P计含量为8～13mg/L。
更进一步的技术方案是所述一次固磷后的矿浆中磷酸盐以P计含量为0.5～1.5mg/L，二次固磷后无害化处理后的磷尾矿中磷酸盐以P计含量＜0.5mg/L。
反应机理：旋流器浓缩脱泥，脱除细粒级的尾矿颗粒，沉砂加入高效固磷剂和石灰一次固磷，过滤脱水后在滤饼上加入石灰混匀进行二次固磷，使得经过处理的磷尾矿中磷酸盐以P计含量＜0.5mg/L，达到Ⅰ类工业固体废弃物的标准，避免磷尾矿的堆存导致环境污染的问题。
磷尾矿的无害化处理主要是通过加入高效固磷剂和石灰，与尾矿中的磷和氟反应生成难溶的氟磷复盐，达到钝化/稳定的目的。
高效固磷剂作用原理如下：
M2++PO4 3-+H2O→M3(PO4)2·nH2O↓
M2++H2PO4 -→M3(PO4)2↓
M2++PO4 3-+H2O→MPO3(OH)·nH2O↓
M2++PO4 3-+H2O→MHPO4·nH2O↓
M2++F-→MF2↓M＝(Ca2+，Fe2+，Al3+)
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用“旋流器浓缩分级+高效固磷剂/石灰协同一次固磷+压滤脱水+石灰粉末二次固磷”的处理工艺，使尾矿达到Ⅰ类工业固体废弃物的标准同时保证堆存尾矿的稳定性，具有成本低、固磷效果好，易于工业化应用的特点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
某选矿厂浮选出来的磷尾矿浓度为27％，-500目细度为67.23％，磷酸盐(以P计)含量为13.0mg/L，进入1#搅拌槽后，经1#输送泵打入水力旋流器进行浓缩并脱除细粒级，水力旋流器工作压力为0.15MPa，溢流送入尾矿库，沉砂产品-500目细度为18.47％，浓度为67％。
旋流器沉砂进入2#搅拌槽，并加入80g/t高效固磷剂九水合氯化铁充分作用后，加入石灰调节矿浆pH至8.5并持续搅拌45min。第一次固磷完成后，料浆经2#输送泵打入过滤机进行脱水作业，脱水作业后滤饼水量为16％，加入2kg/t的石灰粉末充分拌匀后进行二次固磷，尾矿中磷酸盐(以P计)含量为0.36mg/L，磷的去除率为97.23％，浸出液pH为8.36，经过石灰粉末二次固磷的磷尾矿为最终的堆存物料。
实施例2
某选矿厂浮选出来的磷尾矿浓度为28.3％，-500目细度为69.54％，磷酸盐(以P计)含量为11.4mg/L进入1#搅拌槽后，经1#输送泵打入水力旋流器进行浓缩并脱除细粒级，水力旋流器工作压力为0.12MPa，溢流送入尾矿库，沉砂产品-500目细度为16.30％，浓度为69％。
旋流器沉砂进入2#搅拌槽，并加入85g/t高效固磷剂氯化镁充分作用后，加入石灰调节矿浆pH至8.6并持续搅拌40min。第一次固磷完成后，料浆经2#输送泵打入过滤机进行脱水作业，脱水作业后滤饼水量为15.41％，加入3kg/t的石灰粉末充分拌匀后，尾矿中磷酸盐(以P计)含量为0.02mg/L，去除率为99.8％，浸出液pH为8.4。经过石灰粉末二次固磷的磷尾矿为最终的堆存物料。
实施例3
某选矿厂浮选出来的磷尾矿浓度为29.72％，-500目细度为66.43％，磷酸盐(以P计)含量为8.4mg/L，进入1#搅拌槽后，经1#输送泵打入水力旋流器进行浓缩并脱除细粒级，水力旋流器工作压力为0.15MPa，溢流送入尾矿库，沉砂产品-500目细度为17.57％，浓度为65％。
旋流器沉砂进入2#搅拌槽，并加入100g/t高效固磷剂氯化铝充分作用后，加入石灰调节矿浆pH至8.7并持续搅拌50min。第一次固磷完成后，料浆经2#输送泵打入过滤机进行脱水作业，脱水作业后滤饼水量为17％，加入2kg/t的石灰粉末充分拌匀后，尾矿中磷酸盐(以P计)含量为0.068mg/L，去除率为99.2％，浸出液pH为8.2。经过石灰粉末二次固磷的磷尾矿为最终的堆存/充填物料。
实施例4
某选矿厂浮选出来的磷尾矿浓度为26％，-500目细度为67.92％，磷酸盐(以P计)含量为9.42mg/L，进入1#搅拌槽后，经1#输送泵打入水力旋流器进行浓缩并脱除细粒级，水力旋流器工作压力为0.10MPa，溢流送入尾矿库，沉砂产品-500目细度为16.92％，浓度为66％。
旋流器沉砂进入2#搅拌槽，并加入100g/t高效固磷剂水泥充分作用后，加入石灰调节矿浆pH至8.6并持续搅拌55min。第一次固磷完成后，料浆经2#输送泵打入过滤机进行脱水作业，脱水作业后滤饼水量为17％，加入2kg/t的石灰粉末充分拌匀后，尾矿中磷酸盐(以P计)含量为0.17mg/L，去除率98.2％，浸出液pH为8.1。经过石灰粉末二次固磷的磷尾矿为最终的堆存/充填物料。
实施例5
某选矿厂浮选出来的磷尾矿浓度为33％，-500目细度为66.53％，磷酸盐(以P计)含量为10.21mg/L，进入1#搅拌槽后，经1#输送泵打入水力旋流器进行浓缩并脱除细粒级，水力旋流器工作压力为0.16MPa，沉砂产品-500目细度为16.75％。
旋流器沉砂进入2#搅拌槽，并加入120g/t高效固磷剂九水合氯化铁和氯化铝充分作用后，加入石灰调节矿浆pH至8.9并持续搅拌60min。第一次固磷完成后，料浆经2#输送泵打入过滤机进行脱水作业，脱水作业后滤饼水量为18％，加入4kg/t的石灰粉末充分拌匀后，尾矿中磷酸盐(以P计)含量为低于检测限值，去除率接近100％，浸出液pH为8.4。经过石灰粉末二次固磷的磷尾矿为最终的堆存/充填物料。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (7)
1.一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.将浮选尾矿调浆后泵入旋流器进行浓缩并脱除细粒级，旋流器溢流去尾矿库，旋流器沉砂进入搅拌槽，并加入高效固磷剂充分作用后加入CaO搅拌40min～60min完成一次固磷；
S2.一次固磷后矿浆泵入过滤机进行脱水后，将滤饼与石灰充分混匀进行二次固磷，得到无害化处理后的磷尾矿，进行堆存或采场回填处理。
2.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述高效固磷剂为九水合氯化铁、氯化镁、氯化铝和水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述旋流器工作压力为0.10～0.15MPa，旋流器沉砂浓度为65％～69％，-500目细度含量为16％～19％。
4.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中高效固磷剂加入量为75～120g/t，充分作用后，加入石灰后调节矿浆pH至8.5～9.0之间。
5.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S2中滤饼含水量为15％～18％，石灰用量为2～4kg/t，二次固磷后产品浸出液pH为8.0～8.5。
6.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中浮选尾矿调浆后浓度为25％～35％，其中磷酸盐以P计含量为8～13mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种磷尾矿无害化处理方法，其特征在于：所述一次固磷后的矿浆中磷酸盐以P计含量为0.5～1.5mg/L，二次固磷后无害化处理后的磷尾矿中磷酸盐以P计含量＜0.5mg/L。
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