磷尾礦干堆處理及浸出實驗研究

胡 超

（甕福（集團）有限責任公司，貴州 貴陽 550002）

我國磷礦資源豐富，80%集中在貴州、云南、湖北等省［1］，但大多數(shù)為中低品質磷礦石，需要進行選礦后才能生產下游產品。磷尾礦是磷礦開采、加工過程或生產后排放的固體廢棄物，屬于二類渣，其浸出液中總磷較高。由于長時間累積且缺乏有效的治理，磷尾礦大量堆積，浸出液會排入河流、農田之中，對生態(tài)環(huán)境的威脅越來越大［2］，國家已明令禁止建設新尾礦庫［3］。所以，如何行之有效地將磷尾礦處理成一類渣是進行干堆和充填研究的重中之重。

1 實驗部分

1.1 實驗原料與設備

實驗原料：尾礦漿（w（固）≥56%）、石灰乳（w（CaO）≥80%），相關指標檢測結果見表1。

表1 實驗原材料指標檢測結果

設備：pH 檢測儀器、真空過濾機、電子秤、燒杯、玻璃棒、濾紙、桶。

1.2 實驗方法

工藝流程見圖1。

圖1 尾礦干堆處理工藝流程

2 實驗結果與討論

2.1 確定pH值

在不同的實驗桶里面分別加入濃縮后尾礦漿3 450 g，加入不同量石灰乳攪拌2 h后測pH值，澄清2 h，用注射器取上清液化驗總磷，實驗結果見表2。

表2 尾礦漿pH值和總磷質量濃度變化關系

由表2 可以看出，石灰乳添加量為7.14 kg/t時，礦漿pH為10.25，上清液ρ（總磷）為1.54 mg/L。因此為了保證總磷和pH 值在可控范圍內，尾礦漿pH確定調整到10.50左右。

2.2 洗滌降pH值和總磷實驗

按2.1節(jié)的結論進行調漿，取上清液測定總磷和pH值，并取相應尾礦濾餅，用濾餅水量（w（H2O）約20%）的5 倍清水量（通過理論計算總磷可降至0.5 mg/L 以下，pH 可降低0.5（結合浸出實驗的稀釋倍率））對濾餅進行調漿（即洗滌）、二次過濾，濾液送檢，結果見表3。

表3 洗滌實驗指標比較

由表3 可以看出，增加洗滌調漿、再過濾工藝，能有效降低尾礦pH和總磷。

2.3 浸出實驗（根據(jù)HJ 557—2010標準進行）

1） 浸提劑為蒸餾水 取100 g濾餅樣品放置在2 L 的容器里面，按固液比1∶10 加入浸提劑（蒸餾水pH 為6.0），放置在水平振蕩器上振蕩8 h，靜置16 h 后取上清液用0.45 μm 的濾膜過濾，并取濾液檢測pH值和總磷，檢測結果見表4。由表4可知，浸出液的ρ（總磷）均比洗滌液ρ（總磷）還要高。經過分析，用蒸餾水作浸提劑，因其pH 為6.0，浸出實驗環(huán)境為弱酸性，部分磷析出而提高浸出液總磷含量，導致總磷超標。

表4 浸出實驗結果（蒸餾水浸出）

2） 浸提劑為雨水 取100 g濾餅樣品放置在2 L 容器中，以固液比1∶10 加入浸提劑（雨水pH為7.25），放置在水平振蕩器上，振蕩8 h，靜置16 h 后取上清液用0.45 μm 的濾膜過濾，取濾液檢測pH值和總磷，檢測結果見表5。

表5 浸出實驗結果（雨水浸出）

由表5 可以得出，當浸提劑采用中性雨水時，浸出液的ρ（總磷）比洗滌液的ρ（總磷）低，且pH在合理區(qū)間（6～9）內，能夠滿足國家污水排放標準GB 8978—1996要求。

通過多次實驗可以得出，磷尾礦漿經過處理后能達到一類渣的要求，相關參數(shù)見表6。

表6 實驗結果及主要工藝參數(shù)

3 工業(yè)應用

甕福（集團）有限責任公司根據(jù)該工藝實驗情況，于2022 年建設新龍壩選礦廠尾礦過濾充填車間，經過5個月的運行，尾礦改性非常成功，各項指標穩(wěn)定且滿足國家污水排放標準GB 8978—1996要求，5個月運行指標見表7。

表7 工業(yè)裝置月度工藝參數(shù)

4 結論

w（固）56%左右的磷尾礦漿，通過加7.0 kg/t的石灰乳（w（CaO）大于80 %），調整pH到10.5左右，進行過濾，1 t濾餅用1.25 m3清水（按濾餅干基）進行洗滌、再過濾。用該尾礦渣做浸出實驗，指標符合國家污水排放標準GB 8978—1996一類渣的要求。