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        磷尾礦干堆處理及浸出實(shí)驗(yàn)研究

        2023-10-20 02:27:46
        磷肥與復(fù)肥 2023年8期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)檢測(cè)

        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。磷尾礦是磷礦開采、加工過程或生產(chǎn)后排放的固體廢棄物,屬于二類渣,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)、二次過濾,濾液送檢,結(jié)果見表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 的濾膜過濾,并取濾液檢測(cè)pH值和總磷,檢測(cè)結(jié)果見表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 的濾膜過濾,取濾液檢測(cè)pH值和總磷,檢測(cè)結(jié)果見表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),能夠滿足國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996要求。

        通過多次實(shí)驗(yàn)可以得出,磷尾礦漿經(jīng)過處理后能達(dá)到一類渣的要求,相關(guān)參數(shù)見表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濾充填車間,經(jīng)過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)行過濾,1 t濾餅用1.25 m3清水(按濾餅干基)進(jìn)行洗滌、再過濾。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—1996一類渣的要求。

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