浮选净化对磷石膏制备β−半水石膏性能的影响

王进明, 杜明霞, 李国欢, 董发勤, 谭宏斌. 浮选净化对磷石膏制备β−半水石膏性能的影响[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.04.012
引用本文: 王进明, 杜明霞, 李国欢, 董发勤, 谭宏斌. 浮选净化对磷石膏制备β−半水石膏性能的影响[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.04.012
WANG Jinming, DU Mingxia, LI Guohuan, DONG Faqin, TAN Hongbin. Effect of Flotation Purification on Preparation of β—Hemihydrate Gypsum from Phosphogypsum[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.04.012
Citation: WANG Jinming, DU Mingxia, LI Guohuan, DONG Faqin, TAN Hongbin. Effect of Flotation Purification on Preparation of β—Hemihydrate Gypsum from Phosphogypsum[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.04.012

浮选净化对磷石膏制备β−半水石膏性能的影响

  • 基金项目: 矿物加工科学与技术国家重点实验室平台基金项目(BGRIMM−KJSKL−2022−21); 固废国家重点实验室平台基金项目(SWR−2019−003)
详细信息
    作者简介: 王进明(1985—),男,陕西汉中人,博士后,主要从事难选复杂矿分选。E−mail:wjmyutian@126.com
  • 中图分类号: TD923;TQ177.3

Effect of Flotation Purification on Preparation of β—Hemihydrate Gypsum from Phosphogypsum

  • 磷石膏是磷化工行业产生的大宗工业固废,其中的杂质会降低磷石膏制备β−半水石膏的性能。采用浮选法对磷石膏进行净化提纯,并对比净化前后磷石膏所制备β−半水石膏的性能。研究结果表明:采用甲基异丁基甲醇为起泡剂反浮选可脱除微细矿泥及有机杂质,采用十二胺可浮出二水石膏。闭路浮选精矿与磷石膏原矿相比,白度从19.4%提升到41.1%,纯度从73.12%提升到96.41%。利用磷石膏精矿制备β−半水石膏的2 h抗折强度、2 h抗压强度、3 d干抗压强度和原样制备的相比分别提升22.8%、14.1%、24.1%,白度从27.8%提升到46.3%。采用浮选净化能显著提高磷石膏制备β−半水石膏的性能。

  • 加载中
  • 图 1  起泡剂筛选试验结果

    Figure 1. 

    图 2  起泡剂用量试验结果

    Figure 2. 

    图 3  反浮选脱泥精矿扫描电镜图

    Figure 3. 

    图 4  脱泥前磨矿试验结果

    Figure 4. 

    图 5  十二胺用量试验流程

    Figure 5. 

    图 6  十二胺用量试验结果

    Figure 6. 

    图 7  磷石膏净化开路试验流程

    Figure 7. 

    图 8  磷石膏净化闭路试验流程

    Figure 8. 

    图 9  磷石膏原矿(a)和精矿(b)XRD图

    Figure 9. 

    图 10  磷石膏原矿(a)和精矿(b)SEM图

    Figure 10. 

    图 11  净化前后磷石膏制备β−半水石膏SEM:(a)精矿;(b)原矿

    Figure 11. 

    图 12  原矿(a)、精矿(b)烧制β−半水石膏XRD

    Figure 12. 

    表 1  磷石膏原料化学成分XRF分析结果

    Table 1.  XRF analysis results of phosphogypsum raw ores /%

    元素SO3CaOSiO2P2O5Al2O3Fe2O3SrOK2OTiO2BaONa2OZnO
    含量49.3341.315.031.491.420.580.350.190.100.070.070.01
    下载: 导出CSV

    表 2  开路试验结果

    Table 2.  Results of open circuit test

    产品名称产率/%CaSO4·2H2O 纯度/%白度/%
    磷石膏精矿41.2594.3740.5
    中矿16.2090.1435.4
    中矿211.7591.3636.1
    中矿316.4593.2939.8
    尾矿121.2769.3117.4
    尾矿23.0872.6720.5
    磷石膏原矿10073.1219.4
    下载: 导出CSV

    表 3  闭路试验结果

    Table 3.  Results of close circuit test

    产品SO3/%CaO/%SiO2/%P2O5/%Al2O3/%Fe2O3/%产率/%白度/%纯度/%可溶磷含量/%可溶氟含量/%
    精矿51.6442.882.761.170.720.3067.9841.196.410.070.18
    尾矿145.2734.1311.932.073.391.7722.8418.371.46
    尾矿248.7038.124.512.812.510.899.1818.774.83
    原矿49.3341.315.031.491.420.5810019.473.120.480.54
    下载: 导出CSV

    表 4  净化前后磷石膏制备建筑石膏块性能对比

    Table 4.  Properties comparison of β−hemihydrous gypsum blocks prepared by phosphogypsum before and after purification

    性能β−半水石膏
    (原矿)
    β−半水石膏
    (精矿)
    提升幅度/%
    白度/%27.846.366.5
    2h抗折强度/MPa2.673.2822.8
    2h抗压强度/MPa8.119.2514.1
    3d干抗压强度/MPa13.2616.4524.1
    下载: 导出CSV
  • [1]

    彭家惠, 彭志辉, 张建新, 等. 磷石膏中可溶磷形态、分布及其对性能影响机制的研究[J]. 硅酸盐学报, 2000, 28(4): 309−313.

    PENG J H, PENG Z H, ZHANG J X, et al. Study on the form and distribution of water−soluble P2O5 in phosphogypsum and effective mechanism of properties[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2000, 28(4): 309−313.

    [2]

    董泽, 翟延波, 任志威, 等. 磷石膏建材资源化利用研究进展[J]. 无机盐工业, 2022, 54(4): 5−9.

    DONG Z, ZHAI Y B, REN Z W, et al. Research progress on phosphogypsum utilization in building materials[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2022, 54(4): 5−9.

    [3]

    WU F, REN Y, QU G, et al. Utilization path of bulk industrial solid waste: a review on the multi−directional resource utilization path of phosphogypsum[J]. Journal of Environmental Management, 2022, 313: 0301−4797.

    [4]

    李铭, 梁欢, 随婕斐, 等. 我国磷石膏资源化利用进展及前景展望[J]. 磷肥与复肥, 2020, 35(7): 30−36.

    LI M, LIANG H, SUI J F. Progress and prospect of comprehensive utilization of phosphogypsum in China[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2020, 35(7): 30−36.

    [5]

    吴道丽. 磷石膏作为水泥缓凝剂的应用研究[J]. 环境科学导刊, 2008, 27(6): 76−77.

    WU D L. Study on application of phosphogypsum as cement retarder[J]. Environmental science survey, 2008, 27(6): 76−77.

    [6]

    CHERNYSHY. Recycling of radioactive phosphogypsum wastes[J]. Advances in the Toxicity of Construction and Building Materials, 2022, 10: 225−240.

    [7]

    李青霄, 张心会, 徐开东, 等. α石膏、β石膏、铁尾矿砂制备自流平砂浆及其性能研究[J]. 新型建筑材料, 2022, 49(9): 149−153.

    LI Q X, ZHANG X H, XU K D, et al. Study on self−leveling mortar prepared by α, β gypsums and iron tailings sand and its properties[J]. New Building materials, 2022, 49(9): 149−153.

    [8]

    吴照洋, 张永兴, 张利珍, 等. β石膏相组成和杂质含量对其性能的影响[J]. 无机盐工业, 2021, 53(9): 67−71.

    WU Z Y, ZHANG Y X, ZHANG L Z, et al. Effect of phase composition and impurity content of β−gypsum on its properties[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2021, 53(9): 67−71.

    [9]

    杨敏, 钱觉时, 王智, 等. 杂质对磷石膏应用性能的影响[J]. 材料导报, 2007(6): 104−106.

    YANG M, QIAN J S, WANG Z, et al. Effect of impurities on the working performance of phosphogypsum[J]. Materials Reports, 2007(6): 104−106.

    [10]

    杨敏. 杂质对不同相磷石膏性能的影响[D]. 重庆: 重庆大学, 2009.

    YANG M, Effect of Impurities on the properties of phosphogypsum with different forms[D], Chongqing: Chongqing University, 2009.

    [11]

    张婧, 孟醒, 唐永波, 等. 磷石膏杂质处理及综合利用研究进展[J]. 磷肥与复肥, 2021, 36(9): 25−28.

    ZHANG J, MENG X, TANG Y B, et al. Research progress of phosphogypsum impurity treatment and comprehensive utilization[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2021, 36(9): 25−28.

    [12]

    黄照昊, 罗康碧, 李沪萍. 磷石膏中杂质种类及除杂方法研究综述[J]. 硅酸盐通报, 2016(5): 1504−1508.

    HANG Z H, LUO K B, LI H P. Types of impurity in phosphogypsum and the method of removing impurity research review[J]. Bulletin of The Chinese Ceramic Society, 2016(5): 1504−1508.

    [13]

    董铭, 肖立华. 磷石膏制备建筑石膏的试验研究[J]. 云南化工, 2015, 42(3): 24−27.

    DONG M, XIAO L H. Experimental study of producing gypsum powder with phosphogypsum[J]. Yunnan Chemical Technology, 2015, 42(3): 24−27.

    [14]

    耿庆钰. 磷石膏制备硫酸钙晶须[D]. 昆明: 昆明理工大学, 2017

    GENG Q Y, Phosphorite preparation of calcium sulfate whiskers[D]. Kunming: Kunming University of Science and Technology, 2017

    [15]

    方竹堃. 磷石膏高效水洗净化处理技术[J]. 云南化工, 2023, 50(2): 114−116.

    FANG Z K. High Efficiency water washing purification technology of phosphogypsum[J]. Yunnan Chemical Technology, 2023, 50(2): 114−116.

    [16]

    朱志伟, 何东升, 陈飞, 等. 磷石膏预处理与综合利用研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2019(4): 19−25.

    ZHU Z W, HE D S, CHEN F. Research progress on pretreatment and comprehensive utilization of phosphogypsum[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019(4): 19−25.

    [17]

    马林转, 宁平, 杨月红, 等. 磷石膏预处理工艺综述[J]. 磷肥与复肥, 2007, 22(3): 62−63.

    MA L Z, NING P, YANG Y H. Review on the technology of phosphogypsum pretreatment[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2007, 22(3): 62−63.

    [18]

    沈维云, 郑光明, 孙桦林, 等. 磷石膏提纯增白试验研究[J]. 磷肥与复肥, 2022, 37(2): 5−6.

    SHEN W Y, ZHENG G M, SUN H L, et al. Experimental study on purification and whitening of phosphogypsum[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2022, 37(2): 5−6.

    [19]

    杜明霞, 王进明, 董发勤, 等. 磷石膏工艺矿物学特征与可选性关系研究[J]. 非金属矿, 2020, 43(6): 52−55.

    DU M X, WANG J M, DONG F Q, et al. Technological mineralogical characteristics of phosphogypsum[J]. Non−Metallic Mines, 2020, 43(6): 52−55.

    [20]

    卢烁十, 孙传尧. 几种硫酸盐矿物可浮性的晶体化学研究[J]. 金属矿山, 2008, 383(5): 49−52.

    LU S S, SUN C Y. Study on crystal chemistry of flotation ability of several sulfate minerals[J]. Metal Mine, 2008, 383(5): 49−52.

  • 加载中

(12)

(4)

计量
  • 文章访问数:  297
  • PDF下载数:  47
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2023-03-07
刊出日期:  2023-08-25

目录