磷尾矿粒度分布的研究

张 缤，孙成斌，周骏宏

（黔南民族师范学院，贵州都匀 558000）

磷尾矿粒度分布的研究

张 缤，孙成斌，周骏宏*

（黔南民族师范学院，贵州都匀 558000）

为了掌握磷尾矿的热解性能，对磷尾矿进行煅烧实验，并测定煅烧前后粒度变化情况及煅烧后氧化钙、氧化镁生成情况。结果表明，尾矿中磷矿和白云石的粒度在整个粒度范围都有分布，其中未煅烧尾矿的粒径范围为0．6～120 μm，平均粒径为15 μm，尾矿煅烧后粒径范围变为0．6～73 μm，因此，不能用简单的筛分将磷精矿与碳酸盐分离。

磷尾矿；粒度；碳酸钙；碳酸镁

贵州是我国磷矿主要分布区之一，但是贵州磷矿品位不高，特别是随着开采力度的加大，磷矿趋于贫化［1］。为了满足后续磷矿加工的要求，一般采取浮选的方法富集磷矿。富集磷矿获得磷精矿的同时也产生大量的尾矿。由于利用价值低，磷尾矿作为一种工业废弃物被长期堆积，对环境造成危害。而尾矿中含有较高的碳酸钙、碳酸镁和氟磷酸钙等物质，应对其加以利用。所以对尾矿基本物性的探究对实现尾矿的综合利用有着重要的意义。

1 仪器和试剂

全自动干法激光粒度仪（winner3003），电子天平，箱式电阻炉（BLMT－1800A），温度数显磁力搅拌器（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－氯化铵缓冲溶液，20%氢氧化钠溶液，k－b指示剂，氯化铵。以上试剂均为分析纯。

样品来自贵州瓮安福泉矿区的磷尾矿，在110℃风干，研细后装入样品袋备用。采用EDTA滴定法测定磷尾矿中钙镁等的含量［2］，结果见表1。

表1 磷尾矿中各主要成分的质量分数Table 1 The main components of phosphate tailings %

2 尾矿的粒度测定

2.1 以水为介质测量

将未煅烧磷尾矿及不同温度下煅烧的磷尾矿在激光粒度仪中进行粒度分析。实验结果见表2及图1。

由图1看出：①未煅烧的尾矿表现为两个峰，第一个约在2 μm处，第二个在50 μm处，而在600℃下煅烧的尾矿，由于磷尾矿基本不分解，所以粒度分布图同未煅烧的基本不变。②在700℃下煅烧的失重为9%，在20～40μm这个地方出现一个缺口，表明在700℃时此粒度下的尾矿有分解，在2～20 μm的粒度分布有所上升，可能是由于分解后的氧化镁水解而导致。③在750℃和800℃下煅烧的尾矿粒度分布基本一致，在4 μm 前800℃的频率比750℃略高，在4 μm后的比750℃略低，这是由于800℃煅烧是的分解比750℃的更彻底，在测定其粒度是由于碳酸盐成分的水解后氢氧化钙解离在水中，氢氧化镁以沉淀形式存在且表现出粒度在4 μm左右。

表2 不同温度下煅烧磷尾矿的粒度分布Table 2 The particle size of calcined phosphate tailings under different temperature%

图1 不同温度下尾矿的粒度频率图Figure 1 Tailings granularity frequency plot under different temperatures

2.2 以乙醇为介质

尾矿700℃煅烧后由于尾矿中碳酸盐部分已完全分解，得到的氧化钙和氧化镁会在水中水解变成氢氧化镁沉淀，影响沉淀结果。为消除水解干扰，用乙醇为介质进行对照，结果见表3及图2。

表3 不同介质中磷尾矿的粒度分布Table 3 Particle size distribution of phosphate tailings in different media%

图2 不同介质下尾矿的粒度频率图Figure 2 Tailings granularity frequency plot under different medium

由图2看出：①通过观察，未煅烧尾矿在水介质和乙醇介质中的粒度分布基本走势相同。在乙醇中的后一个峰比在水中向前移动了约10个 μm，这是由于在不同的介质中尾矿的润湿程度不同所引起。②由磷精矿与800℃下煅烧的尾矿粒度相对比看出，两条粒度频率分布基本相同。但在小于3 μm的部分800℃下煅烧的频率比磷精矿的频率高，这是由于氧化镁水解后生成的氢氧化镁分布在这里所引起的。③由未煅烧的尾矿和磷精矿粒度频率比较，磷精矿可看成一个峰，且峰所在的位置跟尾矿第一个峰的位置一致，都是在约3 μm处，但是频率比尾矿大了很多，在尾矿的第二个峰的位置磷精矿的频率大幅减少。这是由于尾矿中的碳酸盐被烧去二氧化碳后加入铵盐将钙镁变成离子后在尾矿中少部分不被反应的磷精矿所引起的。

3 结论

1）尾矿中磷精矿和碳酸盐的分布都为0．6～120 μm，尾矿煅烧后磷精矿的粒度分布为0．6～73 μm。

2）尾矿中磷精矿与碳酸盐是结合或附着在一起的，当碳酸盐被煅烧放出二氧化碳，整个骨架崩解，导致磷精矿显现出其真实粒度所以出现了一个磷精矿的单峰。也就是说，磷精矿和碳酸盐在所有粒度都有分布，不能用简单的筛分将磷精矿与碳酸盐分离。

［1］孔繁振．磷矿浮选尾矿煅烧铵盐法综合回收镁、磷试验研究［D］．贵阳：贵州大学，2008．

［2］孙淑慧，马鑫，董庆革．白云石中钙镁的快速测定［J］．辽宁建材，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

贵州省教育厅教学质量提升重点科研项目／2013年全国大学生创新训练计划（201310670007）

张缤（1987-），男，彝族，贵州兴义人，大学四年级。

*通信联系人：周骏宏，教授，E-mail：zuhzoj＠aliyun．com