中低品位磷礦尾礦的綜合利用

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1、中低品位磷礦尾礦的綜合利用摘要：針對(duì)目前磷資源日漸枯竭的世界性問(wèn)題，根據(jù)中國(guó)目前中、低品位磷礦居多的現(xiàn)狀，加強(qiáng)利用中、低品位磷礦尾礦，擴(kuò)展磷礦資源可利用范圍，是解決磷資源匱乏的當(dāng)務(wù)之急。提出了利用中、低品位磷礦生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)磷酸，介紹了國(guó)內(nèi)外鹽酸法、窯法的情況。并介紹了國(guó)內(nèi)外中低品位磷礦尾礦綜合利用的研究進(jìn)展，磷礦尾礦利用對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境、提高資源利用率的重要性，并提出中低品位磷礦浮選尾礦加工利用的途徑。關(guān)鍵詞：中低品位磷礦；尾礦；綜合利用1.引言磷是地表圈內(nèi)參與生物代謝的重要元素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)磷資源豐富，居世界第四位，但多數(shù)品位不高。以廣西為例，廣西截止2002年的地

2、質(zhì)調(diào)查、詳查資料表明，已發(fā)現(xiàn)成規(guī)模的磷礦區(qū)50個(gè)，總儲(chǔ)量為5340多萬(wàn)噸，ω(P2O5)的平均值為12％～16％，都屬于低品位磷礦。廣西的磷礦石主要賦存在中泥盆統(tǒng)東崗嶺組上部的風(fēng)化殼中和下石炭統(tǒng)大塘階的含硅泥質(zhì)、硅質(zhì)頁(yè)巖中，多為次生淋濾型磷礦或堆積型磷礦，大多為不溶性磷酸巖型低品位礦床。采用傳統(tǒng)選礦和濕法浸出方法富集磷的成本過(guò)高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其利用價(jià)值不大。另外，我國(guó)還有大量的選磷尾礦(ω(P2O5)為8％左右)。這些低品位磷資源都有待回收利用。眾所周知，磷是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一。但是我國(guó)有74％的耕地土壤缺磷，即我國(guó)耕地土壤有效磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于l0×1

3、0-6的面積占耕地總面積的74％。土壤中95％以上的磷為無(wú)效磷形式，植物很難直接吸收利用，大部分磷與土壤中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+結(jié)合，形成難溶的螯合磷酸鹽，使得施入磷肥的當(dāng)季作物利用率很低。而提高磷的利用率一直是農(nóng)學(xué)家關(guān)注的問(wèn)題。人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，生物和微生物能分泌出有機(jī)酸，這些酸既能夠降低系統(tǒng)的PH值，又可以與鐵、鋁、鈣、鎂等離子結(jié)合，從而使難溶性磷酸鹽溶解，也就是說(shuō)，生物與微生物在磷的代謝過(guò)程中發(fā)揮了很大作用。在生物或微生物的作用下，某些不溶性磷源——無(wú)機(jī)磷(磷酸三鈣、磷酸鈣、磷酸鈦、羥基磷灰石、氟磷灰石、磷塊巖)或有機(jī)磷(肌醇六磷酸鈣、磷酸甘油鈣、

4、卵磷脂、已糖單磷酸脂等)都可以轉(zhuǎn)化為植物可以吸收的可溶性磷源。從而為我們提供了一條利用生物工程的方法來(lái)合理利用低品位磷塊巖礦石的新途徑。在許多磷資源比較貧乏的國(guó)家，例如印度等國(guó)，開(kāi)展利用生物或微生物直接從低品位磷礦制取磷肥，或者利用生物效益改良土壤，促進(jìn)土壤中有機(jī)磷的分解，以加強(qiáng)植物吸收。諸如此類的研究十分活躍。綜上所述，生物和微生物的解磷作用能將磷礦或土壤中不溶磷源轉(zhuǎn)化為水溶性或枸溶性磷源，而且還能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。從而提供了一種大規(guī)模利用低品位磷礦的新途徑。前人的研究大都側(cè)重于改良土壤，本研究在前人研究的基礎(chǔ)之上，利用低品位磷礦，采用生物選礦、冶金化工一體化的方式，

5、直接用礦石生產(chǎn)磷肥。本項(xiàng)目首先有針對(duì)性地選擇典型低品位磷礦區(qū)，例如廣西天等縣邑隆磷礦區(qū)。然后在礦區(qū)的礦石和礦坑中，分離我們所需要的菌株和菌種，將這些天然菌種培育馴化，再接種回原礦。礦石的浸出和發(fā)酵可在原地或地下進(jìn)行，不破壞或盡可能少破壞地表植被，對(duì)生態(tài)保護(hù)起到積極作用。當(dāng)今，磷礦資源日漸枯竭已成為世界性的問(wèn)題。中國(guó)磷礦儲(chǔ)量占世界第二位(僅次于摩洛哥)，但與世界有關(guān)國(guó)家相比，在礦石質(zhì)量、可選性和磷礦石開(kāi)采等方面都有較大的差距，可供加工利用的磷礦石的基礎(chǔ)儲(chǔ)量相對(duì)較低，只有40.54億噸，中、低品位礦多，其中P2O5，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30％的富礦僅為11.08億噸。中國(guó)磷礦石P

6、2O5，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％左右，絕大部分磷礦必須經(jīng)選礦富集后才能滿足磷酸和高濃度磷肥生產(chǎn)要求。按目前開(kāi)采磷礦石速度，如果全部利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的富礦僅能維持10a左右，經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量?jī)H能維持40a左右，未來(lái)將被迫開(kāi)采成本更高的資源。因此，如何合理開(kāi)發(fā)利用中國(guó)大量的低品位磷礦，是磷肥和磷化工行業(yè)迫切需要解決的重要問(wèn)題。1.磷礦尾礦概述選礦的目的在于對(duì)各礦山不同類型的礦石進(jìn)行多方案的充分對(duì)比實(shí)驗(yàn)。磷礦在開(kāi)采和生產(chǎn)磷精礦的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的尾礦砂。這些尾礦砂主要來(lái)自于選礦提取精礦以后剩下的尾渣，屬工業(yè)固體廢棄物中的礦業(yè)固體廢棄物。2.1磷礦尾礦的危害目前，我國(guó)磷礦尾礦的綜合利

7、用率僅為7％左右，大量的尾礦只能長(zhǎng)期堆放在尾礦庫(kù)。有些邊遠(yuǎn)地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山選廠甚至直接將尾礦排放到自然場(chǎng)地之中。即使排放到尾礦區(qū)的尾礦也會(huì)對(duì)礦區(qū)周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。主要表現(xiàn)在：尾礦在受到腐蝕時(shí)，以及某些進(jìn)入尾礦中的可遷移元素發(fā)生化學(xué)遷移時(shí)，將會(huì)對(duì)大氣和水土造成嚴(yán)重的污染，并導(dǎo)致土地退化，植被破壞甚至直接威脅到人畜的生存；尾礦庫(kù)區(qū)表面產(chǎn)生的粉塵可以惡化周圍地區(qū)的衛(wèi)生條件；尾礦中的有關(guān)成分以及殘留的選礦劑也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。目前，我國(guó)因尾礦造成的污染面積達(dá)百萬(wàn)畝，間接污染土地面積1000多萬(wàn)畝。2.2磷礦尾礦的主要成分以云南某大型礦區(qū)磷礦為例