醋酸酸解磷尾礦制備醋酸鈣鎂融雪劑工藝研究

李夢雨，湯建偉，2，4，劉 詠，化全縣，劉鵬飛，2，4，王保明，2，4

（1.鄭州大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.國家鈣鎂磷復(fù)合肥技術(shù)研究推廣中心，河南 鄭州 450001；3.鄭州大學(xué)化工學(xué)院，河南 鄭州 450001；4.河南省減污降碳協(xié)同工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450001）

磷尾礦是磷礦在選礦過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，每得到1 t磷精礦就會產(chǎn)生0.3~0.5 t磷尾礦［1］，隨著中國磷礦開采量持續(xù)增加，磷尾礦的排放量也迅速增長，達(dá)到1 000萬t/a［2］。大量磷尾礦堆積在尾礦庫和農(nóng)田，既占用大量土地資源，又浪費礦產(chǎn)資源，還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和安全隱患［3-6］。磷尾礦問題已經(jīng)嚴(yán)重限制了中國磷化工行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展，違背了國家“綠色發(fā)展”戰(zhàn)略要求［7］。

磷尾礦的主要礦物成分為白云石、磷灰石等，其中除磷外還含有鈣、鎂、鐵、鋁、錳等有價元素，屬于富鈣鎂、低磷的二次資源［8］。目前，對磷尾礦的綜合利用包括礦山填充、浸取鈣鎂等有價元素、磷尾礦再選、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、建筑應(yīng)用、環(huán)境修復(fù)等［9］。據(jù)統(tǒng)計，中國磷尾礦綜合利用率僅為7%左右［10］，如何實現(xiàn)磷尾礦的資源化利用已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點［11］。

為了保證冬季雨雪天氣的交通安全，普遍使用融雪劑來高效地清除冰雪。融雪劑按照主要成分可分為氯鹽型融雪劑、非氯鹽型融雪劑、混合型融雪劑［12］。其中氯鹽型融雪劑因其價格低廉、來源豐富、融雪效果好，應(yīng)用比例達(dá)90%以上［13］；但氯鹽型融雪劑腐蝕性高、環(huán)保性差，給道路、橋梁、植物帶來較大的危害［14］。20 世紀(jì)80 年代，美國DOT 公司率先研發(fā)出環(huán)保型融雪劑醋酸鈣鎂鹽（CMA），CMA為醋酸鈣、醋酸鎂的混合物，具有腐蝕性低、可生物降解、對植物危害性小等優(yōu)點，但生產(chǎn)成本過高限制了CMA 融雪劑推廣和使用，一般只用于機(jī)場、高速公路等特殊場合［15］。因此，開發(fā)廉價CMA生產(chǎn)工藝是推廣CMA使用的關(guān)鍵。

生產(chǎn)CMA的原料為白云石和醋酸，本文提出了一種用富含白云石的磷尾礦作為原料與醋酸反應(yīng)生產(chǎn)廉價CMA 的生產(chǎn)工藝，不僅可以生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價廉、適宜推廣使用的CMA 融雪劑，還解決了磷尾礦堆積帶來的環(huán)境危害和安全隱患，同時提高了磷尾礦中P2O5的品位，為后續(xù)磷化工生產(chǎn)提供原料。

1 實驗部分

1.1 實驗原料、試劑及設(shè)備

實驗所用原料為貴州甕福磷化工集團(tuán)提供的磷尾礦。采用X 射線衍射對磷尾礦進(jìn)行物相分析，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，原料的主要物相組成為CaMg（CO3）2（白云石）、Ca5（PO4）3F（氟磷灰石）、SiO2（石英）。對磷尾礦進(jìn)行XRF 分析得知磷尾礦中所含主要元素為Ca、Mg、P、Si、Al、F、C 等，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步對磷尾礦進(jìn)行定量分析，磷尾礦的主要化學(xué)成分分析見表1。由表1可知，磷尾礦為高鈣磷尾礦，P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，為8.82%。磷尾礦實物的照片見圖2。由圖2 可知，磷尾礦為灰黑色顆粒，用智能白度儀測定其白度為31.55%。圖3 是磷尾礦的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。由圖3可以看出，該磷尾礦主要呈大顆粒菱角狀，粒度分布為50~200 μm，周邊散落少量碎屑狀顆粒，磷尾礦表面粗糙不平，附著有粒度為1 μm左右的粒屑。

表1 磷尾礦的主要化學(xué)成分Table 1 Main chemical compositions of phosphate tailing%

圖1 磷尾礦的XRD譜圖Fig.1 XRD patterns of phosphate tailing

圖2 磷尾礦的實物照片F(xiàn)ig.2 Photograph of phosphate tailing

圖3 磷尾礦的SEM照片F(xiàn)ig.3 SEM images of phosphate tailing

實驗試劑：冰醋酸、鹽酸、硝酸、檸檬酸、鉬酸鈉、喹啉、乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、氨水、氯化銨、鹽酸羥胺、硝酸鉀、酸性鉻藍(lán)、萘酚綠、甲基百里香酚藍(lán)，均為分析純。

實驗設(shè)備：DCW-0506 型低溫恒溫槽；Optima5300DV 型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-OES）；D8DISCOVER 型X射線衍射儀（XRD）；tescan CLARA+型掃描電子顯微鏡（SEM）；WSB-X型智能白度測定儀；dTrite 型電子滴定器；RE2000B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；ZY-X 型馬弗爐；DHTH-190-40-PSD型高低溫交變濕熱實驗箱。

1.2 實驗方法

在圓底夾套反應(yīng)瓶中加入一定量配制好的醋酸溶液，連接上設(shè)置好溫度的低溫恒溫槽，待溶液溫度達(dá)到實驗溫度時加入一定質(zhì)量的磷尾礦，打開攪拌槳，在一定的攪拌速率下進(jìn)行浸出反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后過濾，用EDTA滴定法測定濾液中的氧化鈣、氧化鎂含量，并計算氧化鈣、氧化鎂的浸出率。考察醋酸用量、液固質(zhì)量比（簡稱液固比）、反應(yīng)溫度、攪拌速率、反應(yīng)時間對磷尾礦中氧化鈣、氧化鎂浸出率的影響。

1.3 實驗原理與分析方法

磷尾礦中的主要成分為CaMg（CO3）2（白云石）和Ca5（PO4）3F（氟磷灰石），其中白云石可以與醋酸溶液發(fā)生反應(yīng)，生成易溶于水的醋酸鈣、醋酸鎂。濾液蒸發(fā)結(jié)晶后可得到環(huán)保型融雪劑醋酸鈣鎂（CMA）；濾渣為未參與反應(yīng)的氟磷灰石和部分未完全反應(yīng)的白云石。和反應(yīng)前的磷尾礦相比，反應(yīng)后的磷尾礦濾渣中P2O5含量大幅提升，可作為中高品位磷礦投入后續(xù)磷化工生產(chǎn)使用。磷尾礦中氧化鈣、氧化鎂的浸出率可根據(jù)GB/T 1871.4—1995《磷礦石和磷精礦中氧化鈣含量的測定 容量法》進(jìn)行測定。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 醋酸浸出鈣鎂實驗研究

2.1.1 醋酸用量對鈣鎂浸出率的影響

由于醋酸浸出鈣鎂實驗主要目的是通過醋酸浸出固體廢棄物磷尾礦，達(dá)到磷尾礦綜合利用及降低環(huán)保型融雪劑醋酸鈣鎂的生產(chǎn)成本的目的，因此需要考慮醋酸的成本，在保證浸出率的前提下，盡可能地減少醋酸用量；同時，也是為了保證后續(xù)濾液蒸發(fā)結(jié)晶后所得融雪劑的品質(zhì)，所以考察并確定一定質(zhì)量磷尾礦的醋酸用量具有實際意義。

根據(jù)磷尾礦中CaO、MgO、Ca5（PO4）3F 的含量計算出一定質(zhì)量的磷尾礦完全反應(yīng)所需冰醋酸的量，為了使酸解更徹底、盡可能地提高鈣鎂浸出率，可以在一定程度上增加醋酸用量。圖4 為在液固比為10∶1、反應(yīng)溫度為90 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速為600 r/min、反應(yīng)時間為3 h 的條件下，醋酸用量分別為理論用量的90%、100%、110%、120%、130%、140%、150%時磷尾礦中鈣鎂浸出率的變化趨勢。由圖4 可以看出，隨著醋酸用量增加，酸解反應(yīng)更加徹底，CaO、MgO 的浸出率也隨之升高，當(dāng)醋酸用量達(dá)到理論用量的130%后，由于此時反應(yīng)基本達(dá)到平衡，因此隨著醋酸用量的增加，CaO、MgO浸出率的增長趨勢變得非常平緩。綜合考慮，最佳醋酸用量選擇為理論用量的130%。

圖4 醋酸用量對鈣鎂浸出率的影響Fig.4 Effect of acetic acid dosage on leaching rate of calcium and magnesium

2.1.2 液固比對鈣鎂浸出率的影響

在醋酸用量為理論用量的130%、反應(yīng)溫度為90 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速為600 r/min、反應(yīng)時間為3 h的條件下，考察液固比分別為6∶1、8∶1、10∶1、12∶1、14∶1、16∶1、18∶1 時磷尾礦中鈣鎂浸出率的變化趨勢，結(jié)果見圖5。由圖5可以看出，隨著液固比增加鈣鎂的浸出率總體呈上升趨勢，當(dāng)液固比增加到14∶1 后，CaO、MgO 浸出率的增長趨勢變緩。水在白云石與醋酸的反應(yīng)中既是生成物，也是反應(yīng)所需的介質(zhì)，體系中水含量對反應(yīng)速率有很大影響。液固比增大，溶液中水含量升高，反應(yīng)時溶液中參與反應(yīng)的H+的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，同時，反應(yīng)生成的Ca2+、Mg2+也可以及時地從反應(yīng)界面游走到溶液中，使得反應(yīng)速率加快；但是，當(dāng)液固比增加到一定程度時，再增加液固比則會使溶液中H+濃度過低從而降低反應(yīng)活性，而且過高的液固比也會增加后續(xù)濾液蒸發(fā)結(jié)晶的成本。因此綜合經(jīng)濟(jì)效益和反應(yīng)活性，選擇最佳液固比為14∶1。

圖5 液固比對鈣鎂浸出率的影響Fig.5 Effect of liquid-solid ratio on leaching rate of calcium and magnesium

2.1.3 反應(yīng)溫度對鈣鎂浸出率的影響

在醋酸用量為理論用量的130%、液固比為14∶1、攪拌轉(zhuǎn)速為600 r/min、反應(yīng)時間為3 h 的條件下，考察反應(yīng)溫度分別為40、50、60、70、80、90 ℃時磷尾礦中鈣鎂浸出率的變化趨勢，結(jié)果見圖6。由圖6可知，隨著反應(yīng)溫度升高CaO、MgO的浸出率一直呈現(xiàn)上升趨勢，因為提高反應(yīng)溫度有助于反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率加快，CaO、MgO的浸出率也隨之升高。由于溫度越高醋酸越容易揮發(fā)，因此實驗時要保證反應(yīng)容器有較好的氣密性，并且根據(jù)反應(yīng)物的量選擇容量適中的反應(yīng)容器，減少醋酸揮發(fā)帶來的影響。實驗過程中，當(dāng)反應(yīng)溫度高于90 ℃時會導(dǎo)致反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)過高，將密封橡膠塞沖出瓶口，不能保證實驗的安全性。綜合考慮鈣鎂浸出率及實驗安全性，選擇最佳反應(yīng)溫度為90 ℃。

圖6 反應(yīng)溫度對鈣鎂浸出率的影響Fig.6 Effect of reaction temperature on leaching rate of calcium and magnesium

2.1.4 攪拌轉(zhuǎn)速對鈣鎂浸出率的影響

在醋酸用量為理論用量的130%、液固比為14∶1、反應(yīng)溫度為90 ℃、反應(yīng)時間為3 h 的條件下、考察攪拌轉(zhuǎn)速分別為200、400、600、800、1 000、1 200 r/min 時磷尾礦中鈣鎂浸出率的變化趨勢，結(jié)果見圖7。由圖7 可知，CaO、MgO 的浸出率隨著攪拌轉(zhuǎn)速增加而增加，因為攪拌可以增強(qiáng)離子在溶液中的擴(kuò)散性，攪拌轉(zhuǎn)速越高，離子的擴(kuò)散性越強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，鈣鎂的浸出率也越高。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速增至1 000 r/min后，鈣鎂浸出率的增長趨勢變緩，由于離子擴(kuò)散性對反應(yīng)速率的提高是有一定限度的，反應(yīng)速率不會隨著離子擴(kuò)散性的增強(qiáng)無限提高，在攪拌轉(zhuǎn)速增至1 000 r/min 時離子擴(kuò)散性已經(jīng)達(dá)到可以影響反應(yīng)速率的最高水平，再增加離子擴(kuò)散性也基本不能提升反應(yīng)速率，且攪拌轉(zhuǎn)速越大，所需能耗越高，反應(yīng)器越容易晃動。因此綜合考慮浸出率、安全性、能耗等多個因素，選擇最佳攪拌轉(zhuǎn)速為1 000 r/min。

圖7 攪拌轉(zhuǎn)速對鈣鎂浸出率的影響Fig.7 Effect of stirring rate on leaching rate of calcium and magnesium

2.1.5 反應(yīng)時間對鈣鎂浸出率的影響

在醋酸用量為理論用量的130%、液固比為14∶1、反應(yīng)溫度為90 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速為1 000 r/min 的條件下，考察反應(yīng)時間為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 h 時磷尾礦中鈣鎂浸出率的變化趨勢，結(jié)果見圖8。由圖8 可知，CaO、MgO 的浸出率隨著反應(yīng)時間的增加而升高，且浸出率在0.5~3.0 h時增長較為迅速，在3.0 h后浸出率的增長趨勢趨于平緩。因為前期溶液中反應(yīng)物濃度較高，反應(yīng)速率較快，當(dāng)反應(yīng)3 h后反應(yīng)基本完成，浸出率增長趨勢趨于平緩。因此，綜合考慮選擇最佳反應(yīng)時間為3 h。

圖8 反應(yīng)時間對鈣鎂浸出率的影響Fig.8 Effect of reaction time on leaching rate of calcium and magnesium

綜上所述，醋酸酸解磷尾礦制備醋酸鈣鎂的最佳反應(yīng)條件為醋酸用量為理論用量的130%、液固比為14∶1、反應(yīng)溫度為90 ℃、攪拌速率為1 000 r/min、反應(yīng)時間為3 h。在此條件下磷尾礦中CaO 的浸出率可達(dá)到78.26%，MgO的浸出率可達(dá)到76.32%。

2.2 酸解渣分析

通過X 射線衍射分析反應(yīng)后酸解渣的組成成分，結(jié)果見圖9。由圖9 可以看出，反應(yīng)后的磷尾礦主要由Ca5（PO4）3F（氟磷灰石）、CaMg（CO3）2（白云石）、SiO2（石英）構(gòu)成，與磷尾礦所含主要成分的種類相同，說明里面存在還未完全反應(yīng)的白云石。

對酸解渣按照GB/T 1871.1—1995《磷礦石和磷精礦中五氧化二磷含量的測定 磷鉬酸喹啉重量法和容量法》進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)其中P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)從反應(yīng)前的8.82%提升至25.91%，由此可知，通過醋酸酸解磷尾礦被提升為中品位磷礦，可在后續(xù)磷化工生產(chǎn)中投入使用。

對酸解渣進(jìn)行SEM 表征。圖10 為反應(yīng)后濾渣的SEM 照片。與圖3 磷尾礦的SEM 照片相比，反應(yīng)后的濾渣粒徑減小，且顆粒表面被醋酸刻蝕出許多孔洞，這是因為醋酸與嵌在磷尾礦顆粒中的碳酸鈣、碳酸鎂反應(yīng)，生成了可溶的醋酸鈣鎂、水及二氧化碳?xì)怏w。一些大顆粒磷尾礦在與醋酸反應(yīng)時崩解，因此反應(yīng)后的磷尾礦粒徑變小。

圖10 酸解渣的SEM照片F(xiàn)ig.10 SEM images of acid decayed slag

2.3 CMA制備、表征與性能測試

2.3.1 CMA制備

由前文可知，在醋酸浸出磷尾礦時添加的醋酸量為理論用量的130%，因此酸解液中含有過量的醋酸，如果直接進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶不僅會造成原料浪費還會降低制備的CMA融雪劑的品質(zhì)。因此，先在酸解液中加入適量的CaO 中和過量的醋酸，再在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，蒸發(fā)至溶液呈白色黏稠狀時在烘箱中烘干，即可得到環(huán)保型融雪劑醋酸鈣鎂產(chǎn)品。產(chǎn)品外觀如圖11所示，為白色固體粉末。

圖11 CMA的實物照片F(xiàn)ig.11 Photograph of CMA

2.3.2 CMA表征

采用XRD 對制備的CMA 融雪劑進(jìn)行表征，結(jié)果如圖12 所示。由圖12 可以看出，自制的CMA 融雪劑的主要成分為水合醋酸鈣、醋酸鎂，除目標(biāo)產(chǎn)物外沒有其他雜質(zhì)物相的出現(xiàn)，證明磷尾礦與醋酸在最佳條件下反應(yīng)后，過濾出的酸解液經(jīng)pH 調(diào)節(jié)、蒸發(fā)結(jié)晶成功制備出了醋酸鈣鎂鹽。

圖12 CMA融雪劑的XRD譜圖Fig.12 XRD patterns of CMA snow melt agent

采用SEM分析自制CMA融雪劑的表面形貌，結(jié)果如圖13 所示。圖13a、b 分別放大了4 000 倍、20 000 倍。在4 000 倍的放大倍數(shù)下可以看出自制CMA融雪劑呈棒狀和顆粒狀結(jié)構(gòu)，顆粒之間分散無連接；在20 000倍的高放大倍數(shù)下，可以看到顆粒表面呈現(xiàn)出細(xì)長的棍狀結(jié)晶層。對圖13a中的紅色框區(qū)域采用面掃描，對所含元素進(jìn)行EDS 能譜分析，可以看出該區(qū)域所含元素為Ca、Mg，原子數(shù)分?jǐn)?shù)分別為30.1%、60.9%。

圖13 自制CMA融雪劑的SEM照片F(xiàn)ig.13 SEM images of CMA snow melt agent

采用傅里葉紅外光譜儀對自制CMA 融雪劑進(jìn)行表征，結(jié)果如圖14所示。由圖14可以看出，在自制CMA 融雪劑中，3 014 cm-1處為結(jié)晶H2O 伸縮振動峰；1 599 cm-1處為醋酸鈣的—COO 反對稱伸縮振動峰；1 564 cm-1處為結(jié)晶H2O 的變角振動峰；1 443 cm-1處為—CH3不對稱變角振動峰；1 409 cm-1處為醋酸鈣的—COO對稱伸縮振動峰；1 344 cm-1處為—CH3對稱變角振動峰；1 052 cm-1和1 027 cm-1處為—CH3搖擺振動峰；660 cm-1、644 cm-1和617 cm-1處為醋酸鈣的特征譜帶。圖14 結(jié)果表明產(chǎn)品有醋酸鈣鎂融雪劑必要的官能團(tuán)。

圖14 自制融雪劑紅外光譜圖Fig.14 FT-IR spectrum of CMA snow melt agent

2.3.3 CMA性能測試

相對融雪化冰能力是自制CMA 作為融雪劑使用的最重要考察指標(biāo)，國內(nèi)對融雪劑性能評價方法主要為GB/T 23851—2017《融雪劑》的融雪化冰能力實驗；國外主要參照固體及液體融雪劑的融冰實驗（SHRP）來評價融雪劑性能［16］。由于中國采用的融雪性能評價方法的實驗條件與CMA 融雪劑實際使用條件不符，不利于合理檢測CMA 的融雪化冰性能，因此本文采用改良版的SHRP 法來評價融雪劑的融雪化冰能力［17］。取56 mL 蒸餾水倒入直徑為150 mm 的培養(yǎng)皿中，在-10 ℃的高低溫交變濕熱實驗箱中放置12 h，制備厚度為3.175 mm 的冰樣備用；再稱取1.795 g預(yù)先放入高低溫交變濕熱實驗箱的融雪劑，將其均勻撒布在冰面上后放回實驗箱。在10、20、30、40、50、60 min時取出培養(yǎng)皿，傾斜冰面用注射器抽取融化雪水，量取體積后倒回。圖15為融冰體積隨著時間變化的關(guān)系圖。由圖15 可以看出，自制CMA有著和氯化鈉基本相當(dāng)?shù)娜谘┗芰Γ?0 min后自制CMA的融冰量一直在NaCl融冰量的90%以上，同樣也滿足國標(biāo)對融雪劑的要求。

圖15 融冰能力測試結(jié)果Fig.15 Test results of relative melting capacity

按照GB/T 23851—2017《融雪劑》來測定自制環(huán)保型融雪劑CMA 的固體溶解速率、pH、植物種子相對受害率、氯化物含量以及汞、鎘、鉻、砷等重金屬含量，檢測分析結(jié)果見表2。由表2 可見，所測值均符合國標(biāo)規(guī)定。其中植物種子相對受害率僅為8%，遠(yuǎn)低于國標(biāo)要求的50%，證明該CMA融雪劑對植物危害率低；用pH 計測得自制CMA 融雪劑的pH 為8.756，符合國標(biāo)要求（6.0~10.0）；碳鋼腐蝕率僅為0.014 9 mm/a，同樣低于國標(biāo)要求的0.11 mm/a，該CMA融雪劑對碳鋼的腐蝕性極低，在使用過程中對道路橋梁及車輛的金屬基本不會造成腐蝕，相比于氯鹽型融雪劑的高腐蝕性，自制CMA融雪劑大大增加了道路、橋梁、車輛的使用壽命，提高了道路安全性；測得自制CMA 融雪劑中氯化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.062%，符合國標(biāo)中對非氯鹽型融雪劑中氯化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1%的要求；用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測自制CMA 中的汞、鎘、鉻、砷等重金屬含量，檢測結(jié)果表明自制CMA融雪劑中汞、鎘、鉻、砷等重金屬含量均滿足國標(biāo)限值。

表2 CMA的性能檢測分析結(jié)果Table 2 Test result of CMA performance

對自制環(huán)保型融雪劑CMA 的各項性能進(jìn)行測定，所測指標(biāo)均符合GB/T 23851—2017《融雪劑》要求，表明通過本文研究出的醋酸酸解磷尾礦工藝制備出的醋酸鈣鎂鹽，是一種低腐蝕性、可降解、融冰雪性能優(yōu)異的環(huán)保型融雪劑。

3 結(jié)論

本文系統(tǒng)地研究了以固體廢棄物磷尾礦為原料與冰醋酸反應(yīng)制備環(huán)保型融雪劑醋酸鈣鎂的工藝。考察了磷尾礦中鈣鎂浸出率隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律，得出了最佳實驗條件及最佳實驗條件下的鈣鎂浸出率和酸解渣中五氧化二磷含量，檢測了自制CMA融雪劑的品質(zhì)和性能，得到如下主要結(jié)論。

1）磷尾礦中鈣鎂浸出率隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律為：鈣鎂浸出率隨著醋酸用量的增加而升高，當(dāng)醋酸用量達(dá)到理論用量的130%后，反應(yīng)基本達(dá)到平衡，浸出率的增長趨勢變得平緩；鈣鎂浸出率隨著液固比增加總體呈上升趨勢，當(dāng)液固比增加到14∶1 后，浸出率的增長趨勢變緩；鈣鎂浸出率隨著反應(yīng)溫度升高呈現(xiàn)上升趨勢；鈣鎂浸出率隨著攪拌轉(zhuǎn)速增加而增加，當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速增至1 000 r/min后，鈣鎂浸出率的增長趨勢變緩；鈣鎂浸出率隨著反應(yīng)時間的增加而升高，且浸出率在0.5~3.0 h 時增長較為迅速，在3.0 h后浸出率的增長趨勢趨于平緩。

2）醋酸酸解磷尾礦制備醋酸鈣鎂的最佳實驗條件為：醋酸用量為理論用量的130%、液固比為14∶1、反應(yīng)溫度為90 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速為1 000 r/min、反應(yīng)時間為3 h。在該條件下，磷尾礦中CaO的浸出率可達(dá)到78.26%，MgO 的浸出率可達(dá)到76.32%，酸解渣中P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)從反應(yīng)前的8.82%提升至25.91%，磷尾礦被提升為中品位磷礦，可供后續(xù)磷化工生產(chǎn)使用。

3）對自制醋酸鈣鎂融雪劑的性能進(jìn)行檢測分析，所測指標(biāo)均符合GB/T 23851—2017《融雪劑》的要求，其融雪化冰能力與氯化鈉基本相當(dāng)，有著優(yōu)異的融雪化冰能力；植物種子相對受害率僅為8%；pH為8.756；碳鋼腐蝕率為0.014 9 mm/a；氯化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.062%；汞、鎘、鉻、砷等重金屬含量均滿足國標(biāo)限值。實驗制備出了一種融雪化冰能力優(yōu)異、腐蝕性低、環(huán)保無毒的融雪劑醋酸鈣鎂（CMA）。