磷礦懸浮態(tài)焙燒半工業(yè)化試驗(yàn)研究

田增愿，趙 博

(1.珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，珠海 519000；2.西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所，西安 710055)

0 引 言

我國(guó)雖然磷礦資源儲(chǔ)量豐富，但高品位的磷礦儲(chǔ)量比較低，70%的磷礦都屬于難以直接利用的中低品位(W(P2O5)<30%)磷礦[1-2]。貴州是我國(guó)磷礦最多的省份，巨大的磷礦儲(chǔ)藏量保障了磷化工企業(yè)的快速發(fā)展，由于生產(chǎn)工藝限制，產(chǎn)生了大儲(chǔ)量固體廢棄物。因磷礦為不可再生資源，為提高磷礦的利用率，試驗(yàn)研究以懸浮態(tài)焙燒-快速冷卻技術(shù)為依據(jù)，在前期基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和半工業(yè)化試驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上，完成不同工況的磷礦懸浮態(tài)焙燒半工業(yè)化試驗(yàn)，并設(shè)計(jì)出磷礦工業(yè)生產(chǎn)線的基本路線。試驗(yàn)采用貴州甕安-福泉礦集區(qū)的磷礦為試驗(yàn)原料，該原料品位較低，通過(guò)磷礦懸浮態(tài)焙燒中試試驗(yàn)為磷礦的生產(chǎn)高效利用提供技術(shù)依據(jù)，得到高分解率的碳酸鹽和高活性產(chǎn)品，對(duì)不同工況焙燒礦樣進(jìn)行產(chǎn)品分析，以期得到高活性產(chǎn)品和高分解率的碳酸鹽，為磷礦的懸浮態(tài)焙燒技術(shù)路線和工藝流程提供最佳工藝控制參數(shù)。

1 原燃料和儀器

1.1 磷礦粒度分布

原樣磷礦經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至≤5 mm，再經(jīng)試驗(yàn)用輪輥磨粉磨成粉礦。將礦樣先縮分混合均勻，取縮分后磷礦樣品1 000 g于恒溫爐(105±5) ℃烘干1 h并至其恒重，將烘干后磷礦樣品500 g做篩分分析，礦樣篩析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 磷礦樣品粒度分布Table 1 Particle size distribution of phosphate mine samples

1.2 化學(xué)元素組成及燒失量

對(duì)磷礦粉料進(jìn)行元素定量分析，所用儀器為德國(guó)布魯克公司S4-Pioneer型X射線熒光光譜儀；燒失量的測(cè)定方法采用將礦樣在(105±5) ℃烘干并至恒重，烘干后在馬弗爐(溫度設(shè)定1 100 ℃)中灼燒1 h并至恒重，由灼燒前后的質(zhì)量差計(jì)算兩種磷礦樣品的燒失量。結(jié)果如表2所示。

表2 磷礦樣品化學(xué)元素及燒失量分析結(jié)果Table 2 Analysis of chemical elements and burning loss of phosphate mine samples /wt%

1.3 物相組成分析

磷礦物相組成采用的XRD掃描儀器為日本理學(xué)(RIGAKU)生產(chǎn)的D/MAX2200型X-ray衍射儀(Cu靶，掃描速率10°/min，2θ為5°～70°)，取烘干后的磷礦粉料，用研缽磨細(xì)。結(jié)合磷礦樣品X射線熒光光譜儀的元素定量分析結(jié)果表3，分析樣品圖譜和數(shù)據(jù)，得出該磷礦的礦物相圖譜分析結(jié)果如圖1所示。

表3 磷礦樣品礦物相組成Table 3 Mineral phase composition of phosphate mine samples /wt%

1.4 試驗(yàn)燃料

本次半工業(yè)化試驗(yàn)所用燃料是陜西神木煤粉，對(duì)試驗(yàn)所用燃煤進(jìn)行工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)，其工業(yè)分析結(jié)果如表4所示。

表4 煤粉工業(yè)分析Table 4 Analysis of raw coal industry

2 實(shí) 驗(yàn)

圖1 磷礦樣品的XRD譜Fig.1 XRD pattern of phosphate mine samples

2.1 高固氣比懸浮態(tài)焙燒-快速冷卻技術(shù)

隨著粉……