高磷赤铁矿酸浸降磷及浸出液综合利用的研究

摘要

随着我国现代工业的高速发展，2006年我国的钢产量超过4亿吨，已经成为世界第一的钢铁大国，预计2007年我国的钢产量将达到4.8亿吨。但是随着我国钢铁工业的迅速发展，我国的铁矿石资源供需矛盾日益突出，2006年进口铁矿石达3.26亿吨，进口铁矿石的数量已占我国钢铁厂需求总量的一半以上，已经超过日本成为世界上最大的铁矿石进口国。对铁矿石进口依赖度的提高，使我国丧失了国际矿价的话语权，已成为我国钢铁工业经济安全的重大隐患。因此，我们迫切需要依靠技术进步来最大限度地合理开发利用国内现有铁矿资源。我国高磷赤铁矿储量占总储量的14.86％，达74.5亿吨，由于其有用矿物嵌布粒度极细、原矿性质复杂、含磷很高，常规的选矿方法都很难将矿石中的磷降低到冶炼的要求，因此新的赤铁矿降磷工艺的研究对保障我国钢铁工业原料的供给具有十分重要的理论意义和现实意义。 本课题选择湖北省朝阳矿业有限公司长岭选矿厂磁选后的精矿作为研究对象，分别用盐酸、硫酸和硝酸三种酸进行酸浸试验，明确了不同种类的酸对降磷效果的影响，其中硝酸对铁精矿脱磷效果最好，盐酸的效果比硝酸稍差，在合适的条件下两者均可达到80％以上，硫酸的效果最差，仅能达到70％，最终选择盐酸作为最适用的药剂，然后专门对盐酸进行酸浸的条件优化试验，得出了铁精矿酸浸降磷的最佳条件为盐酸用量42kg/t、矿浆浓度35％、精矿细度为-0.074mm占86.03％、反应时间3小时、搅拌速度200转/分，此时对磷的去除率可以达到85.72％。接下来对酸浸后废液中的盐酸进行了回收试验，考察了温度和蒸馏时间对盐酸回收率的影响，确定盐酸回收的最佳条件为温度70℃，蒸馏时间25min，此时盐酸的回收率可以达到80.08％。对于回收盐酸后废液中残留的磷，分别用AlCl<,3>、FeCl<,3>和Ca(OH)<,2>进行了筛选药剂试验研究，其中AlCl<,3>对废水中磷的去除率可以达到95％以上，FeCl<,3>对废水中磷的去除率可以达到85％以上，Ca(OH)<,2>对废水中磷的去除率可以达到92％以上。加入PAM都可以提高AlCl<,3>和FeCl<,3>对磷的去除效果，但PAM的效果随着AlCl<,3>用量的增大逐渐降低，FeCl<,3>并未出现这种变化趋势，而加入PAM并不能改善Ca(OH)<,2>除磷的效果。从成本考虑最终确定使用Ca(OH)<,2>作为回收磷的药剂，并确定了Ca(OH)<,2>回收磷的最佳条件为pH值9.0，搅拌时间15min，沉淀时间15min。最后分别对回收的盐酸和残余的废液进行了回用的试验研究，它们对前期酸浸的影响效果不大，可以回用，从而实现了对酸浸废液的综合回收利用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1地质体中的磷

1.2水体中的磷

1.3高磷铁矿石资源

1.3.1高磷铁矿石脱磷技术现状

1.3.2高磷赤铁矿脱磷工艺研究方向及趋势

1.4课题的目标及研究内容

1.4.1研究目标

1.4.2研究内容

第2章试验方法及药品、仪器设备

2.1试验样品

2.2主要试验方法

2.2.1酸浸试验方法

2.2.2盐酸回收试验方法

2.2.3磷回收试验方法

2.2.4综合回用试验方法

2.3试验指标评价办法

2.3.1精矿中磷的测定

2.3.2废水中pH和磷的测定

2.4药剂

2.5试验仪器与设备

第3章酸浸试验

3.1不同酸对降磷的影响

3.2盐酸降磷试验研究

3.2.1盐酸用量试验研究

3.2.2矿浆浓度对酸浸效果的影响

3.2.3矿物细度对酸浸效果的影响

3.2.4反应时间对酸浸效果的影响

3.2.5搅拌速度对酸浸效果的影响

3.3小结

第4章 酸浸废液的综合利用

4.1废水水质

4.2盐酸回收试验

4.2.1温度对盐酸回收试验的影响

4.2.2蒸馏时间对盐酸回收试验的影响

4.3磷回收试验

4.3.1化学沉淀除磷试验研究

4.3.2沉淀物分析

4.4综合回用试验

4.4.1盐酸回用试验

4.4.2废水回用试验

4.5小结

第5章 酸浸及化学沉淀降磷的理论研究

5.1浸出动力学模型

5.2浸出的动力学方程

5.3化学除磷的作用过程

5.3.1钙盐的作用机理

5.3.2铁盐的作用机理

5.3.3铝盐作用机理

第6章 结论

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间发表的论文及参加项目