磷石膏浮选提纯及制备β半水石膏

董雄波, 叶光利, 牛梦圆, 张诚, 张峻, 杨华明. 磷石膏浮选提纯及制备β半水石膏[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(6): 122-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.06.009
引用本文: 董雄波, 叶光利, 牛梦圆, 张诚, 张峻, 杨华明. 磷石膏浮选提纯及制备β半水石膏[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(6): 122-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.06.009
DONG Xiongbo, YE Guangli, NIU Mengyuan, ZHANG Cheng, ZHANG Jun, YANG Huaming. Flotation Purification of Phosphogypsum and Preparation of β−hemihydrate Gypsum[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(6): 122-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.06.009
Citation: DONG Xiongbo, YE Guangli, NIU Mengyuan, ZHANG Cheng, ZHANG Jun, YANG Huaming. Flotation Purification of Phosphogypsum and Preparation of β−hemihydrate Gypsum[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(6): 122-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.06.009

磷石膏浮选提纯及制备β半水石膏

  • 基金项目: 湖北省科技重大专项(2022ACA004−7);中国科协青年人才托举工程(2024QNRC001)
详细信息
    作者简介: 董雄波(1993—),男,湖北监利人,博士,副研究员,硕士生导师,主要从事固废高值化利用、环境矿物材料等方面的研究工作,E-mail:dongxiongbo@cug.edu.cn
    通讯作者: 杨华明(1968—),男,浙江绍兴人,博士,教授,博士生导师,主要从事矿物功能材料、能源与环境材料、生物医药材料、固废资源化等方面的研究工作,E-mail:hm.yang@cug.edu.cn; hmyang@csu.edu.cn
  • 中图分类号: TD923;TQ177.3

Flotation Purification of Phosphogypsum and Preparation of β−hemihydrate Gypsum

More Information
  • 磷石膏大量堆存对环境有着重大威胁,杂质含量高、白度低等特点严重制约其高值化应用。以湖北省某企业磷石膏作为研究对象,结合磷石膏工艺矿物学研究,采用分级浮选进行其高效提纯,结果表明:盐酸、水玻璃、捕收剂ZX−4−4、起泡剂Q1作为浮选药剂时,经过一次粗选、两次精选和中矿顺序返回的闭路工艺流程,磷石膏中CaSO4·2H2O含量由89.65%提升至98.15%,品位远高于磷石膏国标GB/T 23456—2018一级品要求,白度由37.10%提升至52.44%,总回收率最高达83.47%;其中,磷石膏中二氧化硅含量由6.16%降低至0.58%,铁含量最低降低至0.0062%,直接焙烧所制备的β半水石膏白度超过80%。采用浮选的方法可显著提高磷石膏品质及其制品的性能。

  • 加载中
  • 图 1  磷石膏原矿XRD谱图

    Figure 1. 

    图 2  磷石膏原矿及筛分各粒级的XRD对比

    Figure 2. 

    图 3  磷石膏原矿偏光显微镜照片(a—放大25倍;b—放大50倍;c—放大100倍;d—放大250倍)

    Figure 3. 

    图 4  矿浆pH值对磷石膏浮选的影响

    Figure 4. 

    图 5  抑制剂水玻璃用量对磷石膏浮选的影响

    Figure 5. 

    图 6  捕收剂种类对磷石膏浮选的影响

    Figure 6. 

    图 7  ZX−4制备方法对磷石膏浮选的影响

    Figure 7. 

    图 8  ZX−4−4用量对磷石膏浮选的影响

    Figure 8. 

    图 9  方案2磷石膏闭路浮选流程

    Figure 9. 

    表 1  磷石膏化学成分XRF分析结果

    Table 1.  XRF results of chemical composition of phosphogypsum /%

    氧化物BaONa2OFe2O3K2OAl2O3P2O5SiO2CaOSO3
    含量0.140.150.200.571.041.116.1635.1151.72
    下载: 导出CSV

    表 2  磷石膏原矿筛分分析结果

    Table 2.  Particle size distribution of raw phosphogypsum

    粒级/mm+0.15−0.15 +0.074−0.074+0.043−0.043+0.03−0.03
    产率/%6.4630.5622.3716.4524.16
    下载: 导出CSV

    表 3  磷石膏各粒级XRF分析结果

    Table 3.  XRF analysis results of different particle size fractions of phosphogypsum

    粒级 /
    mm
    SO3 /
    %
    CaO /
    %
    SiO2 /
    %
    P2O5 /
    %
    Al2O3 /
    %
    Fe2O3 /
    %
    K2O /
    %
    BaO/
    %
    +0.15 47.94 30.6 12.52 1.24 2.34 0.88 1.63 0.19
    −0.15+0.074 51.89 34.87 5.58 1.21 1.04 0.4 0.65 0.13
    −0.074+0.043 52.93 35.99 3.71 1.25 0.68 0.21 0.36 0.11
    −0.043+0.030 52.35 35.39 4.64 1.33 0.8 0.19 0.0.043 0.15
    −0.030 43.56 29.47 18.15 2.16 3.06 0.26 1.5 0.33
    下载: 导出CSV

    表 4  方案1磷石膏闭路浮选实验结果

    Table 4.  Results of closed−circuit flotation of phosphogypsum according to scheme 1 /%

    样品名称产率CaSO4·2H2O纯度回收率白度
    精矿129.8195.6732.1552.44
    精矿245.9998.1550.8850.80
    尾矿24.2062.1816.97
    总计100.0088.71100.00
    下载: 导出CSV

    表 5  方案2磷石膏闭路浮选实验结果

    Table 5.  Results of closed−circuit flotation of phosphogypsum according to scheme 2 /%

    样品名称产率CaSO4·2H2O纯度回收率白度
    精矿78.8697.5886.7552.44
    尾矿21.1455.6213.25
    总计100.0088.71100.00
    下载: 导出CSV
  • [1]

    李春洪, 秦钢, 霍冀川. 磷石膏的工业资源化利用进展[J]. 四川建材, 2011, 37(3): 1−3+5. doi: 10.3969/j.issn.1672-4011.2011.03.001

    LI C H, QIN G, HUO J C. Industrial resource recycling progress of phosphogypsum[J]. Sichuan Building Materials, 2011, 37(3): 1−3+5. doi: 10.3969/j.issn.1672-4011.2011.03.001

    [2]

    YANG L, ZHANG Y, YAN Y. Utilization of original phosphogypsum as raw material for the preparation of self−leveling mortar[J]. Journal of Cleaner Production, 2016, 127: 204−213. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.04.054

    [3]

    白海丹. 2019年我国磷石膏利用现状、问题及建议[J]. 硫酸工业, 2020(12): 7−10. doi: 10.3969/j.issn.1002-1507.2020.12.002

    BAI H D. Current situation, problems and suggestions of phosphogypsum utilization of 2019 in China[J]. Sulphuric Acid Industry, 2020(12): 7−10. doi: 10.3969/j.issn.1002-1507.2020.12.002

    [4]

    DEĞIRMENCI N. Utilization of phosphogypsum as raw and calcined material in manufacturing of building products[J]. Construction and Building Materials, 2008, 22(8): 1857−1862. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.04.024

    [5]

    DENG L, ZHANG Y, CHEN F, et al. Reactive crystallization of calcium sulfate dihydrate from acidic wastewater and lime[J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2013, 21(11): 1303−1312. doi: 10.1016/S1004-9541(13)60626-6

    [6]

    RASHAD A M. Phosphogypsum as a construction material[J]. Journal of Cleaner Production, 2017, 166: 732−743. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.08.049

    [7]

    TAYIBI H, CHOURA M, LÓPEZ F A, et al. Environmental impact and management of phosphogypsum[J]. Journal of Environmental Management, 2009, 90(8): 2377−2386. doi: 10.1016/j.jenvman.2009.03.007

    [8]

    朱鹏程, 罗鸣坤, 王国栋. 磷石膏脱硅柱浮选工艺研究[J]. 云南化工, 2016, 43(5): 1−7. doi: 10.3969/j.issn.1004-275X.2016.05.001

    ZHU P C, LUO M K, WANG G D. Desilicification of phosphogypsum by column flotation process[J]. Yunnan Chemical Technology, 2016, 43(5): 1−7. doi: 10.3969/j.issn.1004-275X.2016.05.001

    [9]

    王进明, 董发勤, 王肇嘉, 等. 磷石膏浮选增白净化新工艺研究[J]. 非金属矿, 2019, 42(5): 1−5. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2019.05.001

    WANG J M, DONG F Q, WANG Z J, et al. Study on new technology of phosphogypsum whitening and purification by flotation[J]. Non−Metallic Mines, 2019, 42(5): 1−5. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2019.05.001

    [10]

    沈维云, 郑光明, 孙桦林, 等. 磷石膏提纯增白实验研究[J]. 磷肥与复肥, 2022, 37(2): 5−6,28.

    SHEN W Y, ZHENG G M, SUN H L, et al. Experimental study on purification and whitening of phosphogypsum[J]. Eco−industry Science & Phosphorus Fluorine Engineering, 2022, 37(2): 5−6,28.

    [11]

    汪洋, 唐敏, 黄宋魏, 等. 组合捕收剂浮选回收云南某铁尾矿中的磷[J]. 矿产保护与利用, 2022, 42(2): 80−84.

    WANG Y, TANG M, HUANG S W, et al. Flotation recovery of phosphorous from with combined colecters from an iron tailings in Yunnan[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2022, 42(2): 80−84.

  • 加载中

(9)

(5)

计量
  • 文章访问数:  37
  • PDF下载数:  0
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2024-06-13
刊出日期:  2024-12-15

目录