高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

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我国磷尾矿综合利用现状及发展

我国磷尾矿综合利用现状及发展

我国磷尾矿综合利用现状及发展孙娜【摘要】针对我国磷矿开采过程中产生的大量磷尾矿,阐述了磷尾矿的综合利用现状及意义,指出磷尾矿综合利用的必要性和提高资源利用率的重要性,并系统介绍了我国磷尾矿的综合利用途径.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】2页(P2-3)【关键词】磷矿尾矿;综合利用;意义;途径【作者】孙娜【作者单位】河北化工医药职业技术学院河北 050026【正文语种】中文【中图分类】T我国磷矿资源比较丰富,目前每年的磷矿石产量在6000万吨以上,磷矿储量位居全球第二位。

虽然我国磷矿资源储量丰富,但是高品位的磷矿储量相对较少,如果仍按照目前“采富弃贫”的开采模式进行下去,20年后我国磷矿石将会开采殆尽。

磷矿是不可再生资源,过量的开采既会造成资源的日益枯竭,也会造成大量废弃矿石的堆积,因此,对于含磷量较低的磷矿的综合利用迫在眉睫。

磷尾矿是磷矿经过选矿后剩余的固体废弃物,属于品味较低的磷矿。

选矿后剩余的大量磷尾矿如果不加以回收利用,既会造成环境的污染,也会导致资源浪费。

磷尾矿主要化学成分为氧化钙、氧化镁和二氧化硅等,其中氧化钙含量达到32%左右,氧化镁含量达到18%左右。

磷尾矿中还含有一定量的五氧化二磷以及少量的三氧化二铁,因此,磷尾矿的综合利用既可以回收大量的钙、镁、磷资源,又能减少环境污染和资源浪费。

面对磷矿资源的日益匮乏以及环境保护的要求,将磷尾矿回收利用显得尤为重要。

1.磷矿尾矿概况(1)磷矿的分布现状及磷尾矿的产生我国磷矿资源相对丰富,主要分布在云南、贵州、湖北、湖南、四川等地区,具有明显的地域性。

虽然资源丰富,但磷矿石品味相对较低,约有近一半的磷矿石的品味在19%以下,富矿含量相对偏少。

除少量富矿可以直接作为生产高效磷肥的原料外,大量的中低品味磷矿石需要经过选矿富集以后才能更加经济利用。

工业上通常采用直接浮选法、反浮选、正反浮选等工艺进行选矿,在化学浮选过程中会产生大量的磷尾矿。

磷尾矿制备氢氧化镁研究进展

磷尾矿制备氢氧化镁研究进展

磷尾矿制备氢氧化镁研究进展作者:孙娜尤彩霞来源:《河南科技》2019年第10期摘要:氢氧化镁在工业上应用广泛,而大部分磷尾矿中含有丰富的镁资源。

本文系统介绍了通过磷尾矿回收镁资源制取氢氧化镁的途径和方法,指出了磷尾矿回收利用的社会价值和意义。

关键词:磷尾矿;氢氧化镁;回收利用中图分类号:TQ132.2 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)10-0126-02Abstract: Magnesium hydroxide is widely used in industry. Most phosphorus tailings contain abundant magnesium resources. The ways of producing magnesium hydroxide from phosphorus tailings were introduced systematically to recover magnesium resources. The social value and significance of phosphate tailings recovery and utilization were pointed out.Keywords: phosphorus tailings;magnesium hydroxide;recycling高分子材料日益发展,橡胶、塑料及纤维等合成材料广泛应用于建筑、化工、交通等行业。

由于高分子材料具有易燃的特点,因此,其阻燃技术备受关注。

氢氧化镁是一种新型环保的填充型阻燃剂,可作为烟气脱硫剂,也可代替石灰和烧碱作为含酸废水的中和剂。

氢氧化镁具有良好的反应活性、吸附能力、缓冲性能及热分解性能等,常用于电子行业、制药工业、日用化工和建筑行业等。

磷矿石中,镁是相对含量较丰富的杂质之一。

虽然我国磷矿资源丰富,但80%的磷矿资源为中低品位磷矿。

磷尾矿的成分分析

磷尾矿的成分分析

磷尾矿的成份分析针对广大群众对磷尾矿的认知不足本公司对磷尾矿的成分做了一个检测分析。

希望能让大家对磷尾矿有一个正确的了解。

磷矿属于硅钙质沉积磷块岩矿矿床,擦洗矿为上层的风化矿,由于风化程度高,碳酸盐矿物大量流失,使得磷酸盐和硅酸盐相对富集。

根据原矿的化学多元素的分析结果可以得出:原磷矿矿样主要是由磷酸盐、白云石和硅酸盐3种矿物组成,铁和铝等化合物含量比较少。

为了明确磷尾矿的主要矿物组成与化学成分,对磷尾矿进行 X 射线衍射分析和 X 射线荧光光谱分析,磷尾矿的 X 射线衍射定性分析图谱如图1所示,磷尾矿的主要矿物组成与主要化学成分列于表1和表2中。

图1 磷尾矿X射线衍射图谱表1磷尾矿的矿物组成表2磷尾矿的主要化学成分通过上表分析可知,磷尾矿主要矿物组成为白云石和氟磷灰石,还有少量的方解石和石英;分析结果表明,磷尾矿的主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和氧化镁,以及一定量的五氧化二磷和少量的三氧化二铁。

二氧化硅具有一定的潜在活性,在碱性条件下容易被激活,形成类似水泥水化产生的C-S-H凝胶矿物,从而起到填充和凝胶的作用,而氧化钙对二氧化硅的活性具有激发作用。

因此,磷尾矿作为骨料制作充填体对充填体的强度有一定的作用。

表3磷尾矿多元素分析从表2-3可看出,磷尾矿中除Ca、Mg元素含量较高外,P和Fe的含量也较高。

此外,磷尾矿中存在Cu、Pb、Zn、Cd等多种重金属元素,但据分析[24]表明,磷尾矿中Cu、Zn、Pb、Cd含量极低,其溶出浓度均低于国家允许排放的相关标准。

由上分析,磷尾矿中的成分都是达到国家标准才进行堆放的,对于钙离子、镁离子、硫酸根离子的含量较高,引用后可能引起结石的病症,本公司建议大家在使用自然界中水时将水烧开在引用,在烧水的过程中硫酸钙、硫酸镁碳酸钙额碳酸镁会进行沉淀也就是平时大家认知的“水垢”。

高镁磷尾矿中钙、镁、磷赋存状态研究

高镁磷尾矿中钙、镁、磷赋存状态研究
文献标识码 : A 文 章 编 号 : 0 51 3 ( 0 2 0 - 0 70 2 9 —0 5 2 1 ) 10 3 — 6
中 图分 类 号 : 5 . ; D 8 06 8 6 T 9
The S u y o itn t t f Ca c u , a n su n o ph r s t d n Ex s i g S a e o l i m M g e i m a d Ph s o u i o p o ie Ta lng t i h M a n s u n e t n Ph s h r t ii s wih H g g e i m Co t n
收 稿 日期 :0 10—2 2 1 -92
修 回 日期 :0 11— 1 2 1-21
作者简介 : 金绍祥 , , 男 高级工程师 , 主要从事矿产品分析测试及环境检测工作 。Em i j O 3 i .o 。 - a : x 0 @s a cl ls n n
3 8
中 国无机分 析化学
so r m he r s a c i nsf o t e e r h,whih p ov d st he e ia s sf e e o i hec c r i e het or tc lba e ord v l p ng t ompr he sveme h sf r e n i t od o u iia i n o os ho ie t ii gs wih hi g su c nt n s we la or t e r to f d o t tlz to fph p rt a ln t gh ma ne i m o e t a l s f he s pa a i n o ol mie a o l pha t . Fur h r nd c lo nie t e mor e,t pp ia i ns o h t he a lc to f t e me hod wilbe sgn fc n or t e r — i z to f l i iia t f h e utl a i n o i p hos ho ie t i ng n s g ng r a o ab e o e e r c i r e s p rt al s a d de i ni e s n l r xt a ton p oc s . i

云南会泽高镁中低品位胶磷矿单一反浮选

云南会泽高镁中低品位胶磷矿单一反浮选

云 南会 泽高镁中低 品位胶磷矿单一反 浮选
周 军 , 杨 婕 , 罗惠 华 , 饶欢欢 , 张泽强 , 池汝 安。
( 1 . 云 天化 集 团云 南磷化 集 团有 限公 司安 宁矿 业分 公 司 , 云 南 昆明 6 5 0 6 0 0 ; 2 . 武汉 工程 大 学环境 与城 市建设 学 院, 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ; 3 .武 汉工 程 大学化 工 与制 药学 院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 )
滇东: I t -个地 区. 云南 省磷矿 资源分 布较为 集 中, 将
盐 型磷 块岩 矿石 , 矿 石 呈块 状 、 鲕状 、 球 粒 状构 造 . 磷 矿 物主要 为 隐 晶 质结 构 胶 磷 矿 , 集 合 体 主要 呈
致 密块 状 , 少 数呈 0 . 1 ~1 . 5 mm 粒 度 的鲕状 、 结核
1 . 2 选 矿 试 验
称取 会 泽 磷 矿 约 1 k g在 X MB 一 6 7型 2 0 0× 2 4 0棒 磨机 磨细 至一 定 细度 , 利 用 XS HF 一 2 — 3湿 式
化学方法和焙烧消化法[ 5 ] , 反浮选 方法在弱 酸性介 质 中利用 阴离子型捕收剂浮出 白云石 , 采用磷 酸盐矿 物
8 . 3 5 , 从 分 析结果 可 以看 出原 矿 中 Mg O 的含 量 较高 , 可 以采 用 单 一 反 浮 选 出碳 酸 盐 矿 物 以 获 得 高 品位 的磷 精 矿.
分析 ( 表 1 ) , 原矿 P 05品位 为 2 3 . 7 1 %, Mg O 的 质量 分 数 为 4 . 5 5 , S i O 。的 质 量 分 数 较 低 仅 为
性 质接 近, 对于此类型的磷矿 主要是脱 出脉 石矿物 白 云石. 降低 Mg O 的含 量 , 一般采 用浮选 工艺 , 其次 是

白云石质磷尾矿制备抗水化环保型镁钙质耐火材料

白云石质磷尾矿制备抗水化环保型镁钙质耐火材料

白云石质磷尾矿制备抗水化环保型镁钙质耐火材料磷尾矿是磷化工行业选矿提取磷精矿后产生的大宗矿业固体废弃物,我国每年排放的磷尾矿约几百万吨,但由于磷尾矿综合利用率较低,大量磷尾矿长期堆放于尾矿库,这不仅是资源的浪费,还对矿区周围的环境也造成严重的影响,根据磷尾矿高钙镁低磷的特点,CaO含量约30%,MgO含量约18%,可视为一种白云石资源,作为镁钙质耐火材料的生产原料加以利用。

镁钙质耐火材料中的CaO具有良好的高温韧性、耐冲击性、耐剥落性和耐高碱性渣的腐蚀,对高温炼钢炉膛起到一定的保护作用,还能吸附钢水中的硫(S)、磷(P)、氧(O)以及二氧化硅(SiO<sub>2</sub>)、氧化铝(Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)等非金属夹杂物,提高钢水的纯度。

另外,镁钙质耐火材料属于一种碱性耐火材料,以较低的原料价格、独特的使用性能和在环保方面的优势被耐火行业和炼钢行业一致看好,在此背景下,论文提出利用白云石质磷尾矿制备镁钙质耐火材料,为磷尾矿的综合利用提供一定的理论支撑。

主要研究结果如下:(1)通过数学矩阵论的方法计算出磷尾矿制备镁钙质耐火材料体系中发生的独立反应数为9个,独立反应可分为两类,第一类为主矿物白云石分解为CaO、MgO,第二类为CaO与磷尾矿中的其他杂质发生反应。

利用HSC软件对白云石质磷尾矿制备镁钙质耐火材料体系进行热力学分析,结果表明:白云石质磷尾矿于700K<sup>9</sup>00K分解出MgO,于1100K的温度下分解出CaO,当温度高于1213.15K时,白云石质磷尾矿基本分解完全;随着温度升高,CaO易与杂质发生反应,因此,在对白云石质磷尾矿进行提质降杂的实验中,预煅烧温度应控制在701.23K<sup>1</sup>213.15K,在保证CaO、MgO含量较多的情况下,减少CaO与杂质的反应。

矿石的结构和构造

矿石的结构和构造

矿石的结构和构造矿石的结构和构造是选矿工艺矿物学的重要内容,是矿石破碎、磨矿和选矿工艺必须考虑的因素之一。

一、矿石的结构系指日的矿物的形状、大小和镶嵌关系。

这些因素直接影响着选矿效果。

矿物的形状和大小对破碎、磨矿、筛分及重选过程的影响尤为重要。

不同的形状在考虑粒度分析、图像处理及沉降分析中所给定的校正系数也不相同,在矿物粒径测量中也必须考虑形状的影响。

(一)矿物的形状矿石在破碎后随着矿物自身的形状和解理发育程度不同而出现不同的形状,如云母类矿物呈片状,硅线石呈针柱状,蓝晶石呈板柱状,磁铁矿及黄铁矿呈不规则粒状等。

矿物形状与自由沉降速度有一定的关系。

球体具有规则对称的外形,作为理论上的颗粒在同体积的物体中球体的表面积为最小,因此用球体的表面积与同体积的其他形状矿粒的表面积之比作为球形系数,用x表示,差值愈大愈偏离球形。

(1)表1 矿粒球形系数矿粒形成球形似球形多角形长条形扁平形球形系数x 1.0 1.0~0.8 0.8~0.65 0.65~0.5 <0.5在粒度测量中按照破碎、磨矿及筛分的规律,粒径大小的测定必须考虑矿物的形状。

球形颗粒为等轴状,各向均等,可用直径d表示。

自然界的矿物为他形结晶体占多数,如磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、石英等,破碎后也多为不规则的颗粒,三维轴不等但相近,用长轴表示粒径d。

片状矿物,有完全的{100}解理,在破碎后而成很薄的片状,片晶的平面轴相等或相近,测定时以平行于晶片的长轴代表粒径d。

柱状及针状矿物的a轴和b轴相等或相近,而c轴>a、b轴,一般用表示粒径;如果c轴≥a、b轴,则用表示粒径。

板状矿物,如铌铁矿、钛铁矿、黑钨矿等,三维轴不等,相差较大,表示粒径。

矿物形状的分类矿物按形状可分成:1、非晶质或显微晶质。

此类矿物有:鲕状绿泥石、铁蛇纹石、黑硬绿泥石、胶磷矿、海绿石,微晶高岭石。

2、球状(球壳放射状)晶体。

此类矿物有:方英石、玉髓、菱铁矿、碳磷灰石。

3、鲡粒状。

此类矿物有:石髓、海绿石、方解石、胶磷矿、白云石、铁蛇纹石、赤铁矿。

化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙镁磷元素形态含量

化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙镁磷元素形态含量

化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙镁磷元素形态含量金绍祥【摘要】用化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙、镁、磷元素形态含量.结果表明,磷尾矿中钙主要以白云石的形式赋存,并有少量以方解石、磷酸盐形式存在;镁主要以白云石的形式赋存,并有少量以磷酸盐、硅酸盐形式存在;磷主要以磷灰石的形式赋存,并有少量以铁氧化物、独居石、磷钇矿形式存在.各元素形态加标回收率为97.6%~107.2%,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.77%~4.85%.各元素形态分析结果表现出较好的稳定性,表明采用化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙、镁、磷元素形态含量结果准确可靠.%The contents of calcium, magnesium and phosphorus species in Wengfu Phosphorus Tailings were determined rnby chemical phase analysis method. The results showed that calcium existed mainly as dolomite with a few as calcite and rnphosphate , magnesium existed mainly as dolomite with a few as phosphate and silicate and phosphorus existed mainly as rnphosphate with a few as iron oxides, monazite and xenotime. Standard recoveries for all species of the elements were rn97.6% - 107. 2% with precision of 0. 77% -4. 85% RSD (n = 12). Speciation analysis results presented a good rnstability, which indicated that the analytical results of ccurrence states of Ca, Mg and P in Wengfu Phosphorus Tailings rnby chemical phase analysis method were accurate and reliable.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】4页(P357-360)【关键词】钙;镁;磷;化学物相分析;元素赋存状态;磷尾矿【作者】金绍祥【作者单位】贵州有色地质化验监测中心,贵州都匀,558004【正文语种】中文磷尾矿实质是一种工业废弃物,即三废“废水、废气、废渣”中的废渣,主要来自于选矿提取精矿以后剩下的尾矿渣,按细分属于工业固体废弃物之中的矿业固体废弃物[1]。

高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

收稿日期:2009-05-15基金项目:贵州省科学技术基金(黔科合J 字[2007]2182号);2008年教育部春晖计划项目;中国科学院矿床地球化学国家重点实验室专项经费文章编号:1000-4734(2010)01-0130-06高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成黄芳1,2,刘世荣2,王华1,李军旗3,陈义3(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;2.中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳550002;3.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550003)摘要:利用电子探针背散射电子成像分析和微区成分分析功能,对贵州瓮福高镁磷尾矿的矿石结构和矿物组成进行了研究,以探索尾矿与其原矿之间的差异,为综合开发利用磷尾矿提供必要的依据。

结果表明该高磷尾矿的矿石结构可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。

前者矿物组成包括白云石单矿物、磷灰石单矿物、褐铁矿单矿物、石英单矿物;后者包括白云石-磷灰石多矿物、磷灰石-白云石-石英多矿物,属高镁低品位磷矿。

矿物组成类型按其含量从高到低依次为白云石质尾矿、白云石磷灰石质尾矿、磷灰石白云石石英质尾矿、石英质尾矿、磷灰石质尾矿、褐铁矿质尾矿,白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物,白云石颗粒是含量最高的碎屑类型。

关键词:高镁磷尾矿;综合利用;矿石结构;矿物组成中图分类号:P579;TD985文献标识码:A作者简介:黄芳,女,1975年生,副教授,博士研究生,从事冶金物理化学和冶金环保研究.E-mail :hfcy-215@ 贵州瓮福磷尾矿是磷矿原矿采取反浮选工艺产生的,每年原矿反浮选后产生的尾矿量大,平均含MgO 17.3%,P 2O 56.7%,尚未得到很好利用。

考虑到尾矿中丰富的镁及达到工业边界品位可利用的磷,综合回收利用尾矿显得尤为重要。

由于尾矿在矿物特性、组成、粒度、表面状况等方面与原矿有一定差异,这种差异将导致尾矿具有独特的个性,也决定了其综合利用方法的差异。

磷尾矿的成分分析

磷尾矿的成分分析

磷尾矿的成份分析针对广大群众对磷尾矿的认知不足本公司对磷尾矿的成分做了一个检测分 析。

希望能让大家对磷尾矿有一个正确的了解。

磷矿属于硅钙质沉积磷块岩矿矿床, 擦洗矿为上层的风化矿,由于风化程度 高,碳酸盐矿物大量流失,使得磷酸盐和硅酸盐相对富集。

根据原矿的化学多元 素的分析结果可以得出:原磷矿矿样主要是由磷酸盐、白云石和硅酸盐3种矿物 组成,铁和铝等化合物含量比较少。

为了明确磷尾矿的主要矿物组成与化学成分,对磷尾矿进行 X 射线衍射分 析和X 射线荧光光谱分析,磷尾矿的X 射线衍射定性分析图谱如图1所示,磷 尾矿的主要矿物组成与主要化学成分列于表 1和表2中。

通过上表分析可知,磷尾矿主要矿物组成为白云石和氟磷灰石, 还有少量的 方解石和石英;分析结果表明,磷尾矿的主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和氧12000 10000 HQ00600020000204060A02 0/*图1磷尾矿X 射线衍射图谱化镁,以及一定量的五氧化二磷和少量的三氧化二铁。

二氧化硅具有一定的潜在活性,在碱性条件下容易被激活,形成类似水泥水化产生的C-S-H凝胶矿物,从而起到填充和凝胶的作用,而氧化钙对二氧化硅的活性具有激发作用。

因此,磷尾矿作为骨料制作充填体对充填体的强度有一定的作用。

表3磷尾矿多元素分析元素4£(K)兀累^1(%)w(AU w (Mei)4】沪w t Ha)0.03v (Na)0.1w( Be)EL w (Nb)w (Ct)>10w (Ni)3町『*"IX w 1 P)5w (Ce)56*10w (Pb)w(€r)12诃w (Sc)何尸w <Cu)w⑸)w (Fe)0.6w ( Sn >iv( K)02* (Ti)0J2w <La)w(TU3和『w Mg)>10w (¥)47»IO Jw (M IL)0.2u (Zn)0,02w <Zr)22^从表2-3可看出,磷尾矿中除Ca、Mg元素含量较高外,P和Fe的含量也较高。

镁矿石重要的镁金属来源

镁矿石重要的镁金属来源

镁矿石重要的镁金属来源作为一种重要的金属元素,镁在工业生产和科学研究中扮演着重要的角色。

而镁矿石作为镁金属的重要来源之一,其开采和利用对于满足金属需求以及推动经济发展具有重要意义。

本文将探讨镁矿石的特点,其在镁金属生产中的应用以及环境问题。

一、镁矿石的特点1. 成分和结构镁矿石主要是指富镁的矿石,它通常包含氧化镁、碳酸镁、硅酸镁等。

其中氧化镁和碳酸镁是最常见的镁矿石成分,其结构主要以镁离子和氧离子以及其他元素之间的结合形式存在。

2. 分布和产地镁矿石广泛分布于全球各地,其中许多国家都拥有丰富的镁矿资源。

主要的镁矿石产地包括中国、俄罗斯、加拿大、巴西等国家。

这些地区的镁矿石资源储量丰富,为镁金属生产提供了重要的保障。

二、镁矿石在镁金属生产中的应用1. 镁矿石的提炼镁矿石在镁金属生产中起着重要的作用,其中最常见的提取方式是熔融法。

通过高温高压的条件下,将镁矿石进行熔融,使镁离子从矿石中分离出来,进而得到纯净的镁金属。

此外,还可以采用浸出法、氧化法等方法进行提炼。

2. 镁金属的应用镁金属是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料,广泛应用于多个领域。

在汽车工业中,镁金属被应用于制造汽车零部件,如发动机壳体、变速箱壳体等,其轻量化的特点有助于降低汽车燃油消耗。

此外,在航空航天、电子、建筑等领域也有广泛的应用。

三、镁矿石开采和环境问题1. 开采过程镁矿石的开采通常需要进行爆破、钻探等工作,这些过程会造成环境的破坏。

例如,爆破会导致土壤和水源的污染,矿石提取后的废渣可能对周围环境产生不良影响。

因此,在开采过程中需要采取相应的环保措施,减少对环境的负面影响。

2. 废弃物处理镁矿石提炼后会产生一定数量的废渣和废水,对环境造成一定的压力。

废弃物的处理方法是镁金属生产中需要重点关注的问题之一。

通过科学的废弃物处理技术,将废弃物进行分类、回收利用、安全处置等,减少对环境的危害。

结论镁矿石是重要的镁金属来源之一,其在镁金属生产中具有重要的地位和作用。

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收稿日期:2009-05-15基金项目:贵州省科学技术基金(黔科合J 字[2007]2182号);2008年教育部春晖计划项目;中国科学院矿床地球化学国家重点实验室专项经费文章编号:1000-4734(2010)01-0130-06高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成黄芳1,2,刘世荣2,王华1,李军旗3,陈义3(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;2.中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳550002;3.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550003)摘要:利用电子探针背散射电子成像分析和微区成分分析功能,对贵州瓮福高镁磷尾矿的矿石结构和矿物组成进行了研究,以探索尾矿与其原矿之间的差异,为综合开发利用磷尾矿提供必要的依据。

结果表明该高磷尾矿的矿石结构可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。

前者矿物组成包括白云石单矿物、磷灰石单矿物、褐铁矿单矿物、石英单矿物;后者包括白云石-磷灰石多矿物、磷灰石-白云石-石英多矿物,属高镁低品位磷矿。

矿物组成类型按其含量从高到低依次为白云石质尾矿、白云石磷灰石质尾矿、磷灰石白云石石英质尾矿、石英质尾矿、磷灰石质尾矿、褐铁矿质尾矿,白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物,白云石颗粒是含量最高的碎屑类型。

关键词:高镁磷尾矿;综合利用;矿石结构;矿物组成中图分类号:P579;TD985文献标识码:A作者简介:黄芳,女,1975年生,副教授,博士研究生,从事冶金物理化学和冶金环保研究.E-mail :hfcy-215@ 贵州瓮福磷尾矿是磷矿原矿采取反浮选工艺产生的,每年原矿反浮选后产生的尾矿量大,平均含MgO 17.3%,P 2O 56.7%,尚未得到很好利用。

考虑到尾矿中丰富的镁及达到工业边界品位可利用的磷,综合回收利用尾矿显得尤为重要。

由于尾矿在矿物特性、组成、粒度、表面状况等方面与原矿有一定差异,这种差异将导致尾矿具有独特的个性,也决定了其综合利用方法的差异。

因此,通过尾矿矿石结构和矿物组成的研究可对其综合回收提供必要的理论依据,同时可对尾矿的质量进行评价,以期更好地实现磷矿资源的二次利用。

目前,对磷尾矿已有一些研究[1-6],主要是采用酸法,从工艺条件、酸解动力学进行探讨和表征。

由于矿石酸解反应特性与其构造和结构有很大的关系,本文依据不同尾矿颗粒的矿物组成,从研究尾矿内部结构出发,对其矿物组成类型进行分析,为该尾矿综合利用提供必要的基础资料。

1尾矿来源及分析技术研究尾矿为瓮福磷矿B 层碳酸盐类型氟磷灰石矿经反浮选而获得。

将尾矿制成表面严格抛光的砂光片,喷镀100nm 厚的导电碳膜后,采用电子探针背散射电子成像分析和微区成分定量分析技术,对尾矿内部结构特征和矿物组成类型进行研究。

2尾矿化学组成和物相组成尾矿主要由钙镁的碳酸盐组成,化学组成见表1,主要成分为CaO ,MgO ,P 2O 5。

尾矿含镁物质主要是白云石,约占87%;含磷物质主要是磷灰石,约占8%;含铁矿物为褐铁矿,含铝矿物为粘土,量极少,还含有少量非晶质,属于高镁低品位磷矿。

表1尾矿矿样化学成分(w B /%)Table 1.Chemical compositions of the samplesP 2O 5MgO Fe 2O 3SiO 2CaO Al 2O 3酸不溶物灼减5.7918.040.630.2332.290.391.5839.253矿石结构3.1单矿物结构单矿物结构是指碎屑颗粒由单一的矿物组成。

尾矿中单矿物颗粒的背散射电子图像及成分分析谱图如图1所示,碎屑颗粒内部衬度均一,表第30卷第1期2010年3月矿物学报ACTA MINERALOGICA SINICAVol.30,No.1Mar.,2010图1单矿物颗粒的背散射电子图像及成分分析谱图Fig. 1.Back scattered electrons image of monosize particles and composition analyticalspectrogram.白云石和磷灰石的连生体颗粒磷灰石、白云石与石英的连生体颗粒图2多矿物颗粒的背散射电子图像Fig. 2.Back scattered electrons image of polysize particles.明其组成物相单一。

分析颗粒依次为白云石、磷灰石、褐铁矿、石英。

探针检出白云石内部微区组成元素为C 、O 、Ca 、Mg ,没有其他杂质元素,Ca 、Mg 原子比值接近1ʒ1;磷灰石内部微区组成元素主要为F 、P 、Ca ;褐铁矿内部微区组成元素为Fe 、O ,石英内部微区组成元素为Si 、O ,所示单矿物颗粒的成分分析数据见表2。

3.2多矿物碎屑结构尾矿粉中,存在有部分颗粒,其内部包含两种或两种以上的矿物,碎屑颗粒是多矿物的连生体。

多矿物颗粒的背散射电子图像如图2所示。

磷灰石、白云石与石英的连生体颗粒内部结构较为复杂。

背散射电子图像中,石英与白云石因平均原子系数比较接近,衬度相差不大,他们共同胶结灰白衬度的磷灰石,石英、白云石与磷灰石的接触表2单矿物颗粒的成分分析Table 2.Chemical compositions of monosize particles单矿物名称Elementw B /%x B /%CO 249.3151.62白云石MgO 20.9623.95CaO 29.7324.43F 2O1.962.74磷灰石P 2O 542.5722.63CaO 55.4774.63FeO 94.1393.44褐铁矿SiO 2 3.78 4.49CaO 1.07 1.36Al 2O 3 1.020.72SiO 293.4494.42石英P 2O 5 2.320.99CaO4.244.59界面蜿蜒曲折,矿物间相互穿插粘结,增加分离的难度。

131第1期黄芳等.高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成图3、4分别是磷灰石、白云石微区元素组成的探针分析谱线和元素组成数据。

可见磷灰石碎屑中除了磷灰石的组成元素F 、P 、Ca 外,还含有少量Mg 、Al 、Si 、K ,表明磷灰石内部共生有少量的粘土矿物。

图3磷灰石微区元素组成的探针分析谱线和元素组成数据Fig. 3.Probe analytical spectrogram and elementalcompositions ofapatite.图4白云石微区元素组成的探针分析谱线和元素组成数据Fig. 4.Probe analytical spectrogram and elementalcompositions of dolomite.图5是磷灰石与白云石的成分谱线和探针分析数据,在电子探针的分析微区内,同时含有磷灰石和白云石的组成元素P 、Mg 、Ca 。

图6是磷灰石与石英的成分谱线和探针分析数据,在电子探针的分析微区内,同时含有磷灰石和石英的组成元素P 、Si 、Ca ,并含有少量白云石C 、Mg 、Ca。

图5磷灰石与白云石的成分谱线和探针分析数据Fig. 5.Probe analytical spectrogram and elemental compositions of apatite anddolomite.图6磷灰石与石英的成分谱线和探针分析数据Fig. 6.Probe analytical spectrogram and elemental compositions of apatite and quartz.231矿物学报2010年4尾矿矿物组成类型依据不同颗粒尾矿的矿物组成以及内部结构,可划分出6种尾矿类型:(1)白云石质尾矿,如图7所示,尾砂由白云石组成,包括白云石的单晶颗粒,以及白云石的多晶连生体。

颗粒呈菱角状,解理发育,非常有利于尾砂的酸解反应。

图7白云石质尾矿的背散射电子图像Fig.7.Back scattered electrons image of dolomite based tailings.(2)白云石磷灰石质尾矿,如图8所示,尾砂以白云石和磷灰石的矿物连生体颗粒形式存在,增加了尾矿回收的难度,其内部有白云石呈灰暗的衬度,磷灰石因组成元素的原子系数高于白云石,故衬度比白云石明亮。

图8白云石-磷灰石质尾矿的背散射电子图像Fig.8.Back scattered electrons image of dolomite and apatite based tailings.(3)白云石磷灰石石英质尾矿,如图9所示,尾砂以磷灰石、白云石与石英的连生体颗粒形式存在,内部结构较为复杂。

由于石英与白云石因平均原子系数比较接近,衬度相差不大,他们共同胶结灰白衬度的磷灰石,石英、白云石与磷灰石的接触界面蜿蜒曲折,矿物间相互穿插粘结,增加分离的难度。

331第1期黄芳等.高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成图9白云石磷灰石石英质尾矿的背散射电子图像Fig.9.Back scattered electrons image of dolomite and dolomite,ajatite and quartz based tailings.(4)石英质尾矿,背散射电子图像见图1d。

碎屑颗粒内部衬度灰暗,用酸处理该尾矿时,是酸不溶物的主要成分之一。

(5)褐铁矿质尾矿,背散射电子图像见图1c。

碎屑颗粒内部衬度均一,组成物相单一,衬度较磷灰石更为明亮。

(6)磷灰石质尾矿,如图10所示,尾砂由磷灰石组成,可以是微细粒磷灰石单晶颗粒,也可以是微细粒磷灰石的集合体,呈浑圆状集合体形态。

上述大量分析表明,尾矿是由不同矿物组成图10磷灰石质尾矿的背散射电子图像Fig.10.Back scattered electrons image ofapatite based tailings.的,具有不同的矿物组分。

为了尾矿综合利用的需要,本文根据电子探针的研究结果,依据不同颗粒尾矿的矿物组成以及内部结构,划分出六种尾矿类型,这6种尾矿类型含量从高到低依次为:白云石质尾矿;白云石磷灰石质尾矿;磷灰石白云石石英质尾矿;石英质尾矿;磷灰石质尾矿;褐铁矿质尾矿,即白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物,白云石独立矿物颗粒是含量最高的碎屑类型。

5结论(1)瓮福高镁磷尾矿具有多种内部结构类型,概括起来,可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。

(2)尾矿中具有单矿物结构的物质有白云石、磷灰石、褐铁矿和石英,具有多矿物碎屑结构的物质主要是白云石、磷灰石的连生体颗粒和磷灰石、白云石、石英的连生体颗粒。

其中白云石单矿物颗粒是含量最高的碎屑类型。

(3)依据不同颗粒尾矿的矿物组成以及内部结构,划分出6种尾矿类型,它们的含量从高到低依次为:白云石质尾矿;白云石磷灰石质尾矿;磷灰石白云石石英质尾矿;石英质尾矿;磷灰石质尾矿;褐铁矿质尾矿。

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