一.导言
磷矿是贵州省的优势资源，资源储量居全国第二[1]。低品位磷矿浮选产生大量尾矿。随着尾矿的增加，尾矿坝的堆存压力越来越大。研究磷尾矿中残留磷资源和白云石的回收利用，对解决环境问题和增加企业效益具有重要作用。本试验所用白云石磷矿浮选尾矿主要含有白云石和氟磷灰石，P205品位为8.52%，MgO含量为16.10%。本文对浮选尾矿的消化过程进行了实验研究，测定了分解温度，确定了合理的消化条件，为进一步的方案设计提供了指导。
二、样品性质
样品取自贵州某选矿厂浮选尾矿，其化学成分见表1。
表1样品多元素分析结果%
三。测试仪器和试剂
SX2-5-12箱式电阻炉(马弗炉)、GZX-9023MBE数显鼓风干燥箱、85-2(A)数显恒温测速磁力搅拌器；酚酞指示剂、柠檬酸溶液。
四。测试方法
(一)煅烧温度和分解温度测试
将样品研磨至100目以下，用差示扫描量热法测量样品，进一步考察煅烧温度对烧失率的影响。
(2)煅烧活性和消化活性试验
在105℃干燥2小时的样品在马弗炉中分别于850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃和1100℃煅烧1、1.5和2小时。用带酚酞指示剂的柠檬酸溶液测试煅烧活性和消化反应活性，活性与显色时间呈负相关[2]。
动词 （verb的缩写）结果和讨论
(1)煅烧试验
1.煅烧和分解温度试验
白云石含有碳酸钙和碳酸镁。图1的差热分析结果表明，在第一阶段，样品从756.2℃加热到783.9℃，这是碳酸镁的分解；第二阶段，温度从794.9℃上升到820.8℃，是碳酸钙的分解。因此，该过程符合白云石的两段分解过程。
图1差热分析结果
2.煅烧温度试验
为了获得高质量的煅烧粉体，需要考虑两个因素:矿样的烧失量和煅烧粉体的溶出活性。煅烧温度和煅烧时间对烧失率的影响如图2所示。
图2煅烧温度和煅烧时间对烧失率的影响
从图2可以看出，随着煅烧温度的升高，不同煅烧时间的矿样烧损率呈上升趋势。在相同的煅烧温度下，煅烧时间对烧失率的影响很小，说明煅烧时间为1 h时样品可以有效分解。
对不同煅烧条件下获得的煅烧粉末进行消化反应活性测试，结果如图3所示。
图3煅烧温度和煅烧时间对反应活性的影响
从图3可以看出，煅烧后粉体的活性随着煅烧温度的升高而降低，煅烧温度为850℃时，煅烧后粉体的活性达到最大值。煅烧温度为1100℃时，煅烧粉体活性差，矿样熔融，表明存在严重的过烧现象和严重的失活现象。同一温度下，不同煅烧时间下矿样的反应性变化不大，煅烧时间为1 h的煅烧粉体反应性较高。
根据差热分析结果，样品在820.8℃完全分解。与850℃和1000℃的烧失量相比，相差0.5%，850℃煅烧粉体的反应活性更高。综合考虑烧失量和煅烧粉体的反应活性，合理的煅烧温度为850℃，煅烧时间为1h。
(2)消化状况试验
消化的目的是使MgO和CaO与水反应进入液相形成消化浆液，通过碳化实现钙镁分离。消化过程是固相向液相转移的过程，消化条件决定了消化浆液的活性。本文对消解时间、消解温度和消解液固比三个因素进行了试验。
1.消化时间对反应活性的影响
在温度50℃、搅拌速度800-900 r/min、液固比20:1的条件下，不同消解时间的反应活性如图4所示。
图4消化时间对反应活性的影响
从图4可以看出，随着消化时间的延长，消化浆液的活性先升高后降低，消化时间为40 min时反应活性达到最大。
在一定程度上，消解时间的延长有利于固相和水分子的充分作用，提高相转移速率。但随着时间的进一步延长，液相中的活性分子被固相吸附、团聚、沉淀，导致消化浆液活性下降。
2.消化温度对反应活性的影响。
在消解时间40分钟、搅拌速度800-900转/分、液固比20: 1的条件下，不同温度下的反应活性如图5所示。
图5消化温度对反应活性的影响
从图5可以看出，随着温度的升高，消化液的活性先升高后降低，温度为70℃时活性最好。
从动力学角度来看，温度的升高有利于提供活跃的相转移界面和消化反应。但溶出过程中的主要化学反应是MgO和CaO与水反应生成相应的氢氧化物，该过程是放热的。过高的温度会降低反应速率，所以只有找到温度平衡点，才能得到高活性的消化浆液。
3.消化液固比对反应活性的影响。
在消解时间40min、搅拌速度800-900 r/min、温度70℃的条件下，进行了不同液固比的消解反应。结果如图6所示。在消化过程中，Mg(OH)2和Ca(OH)2进入液相。Mg(OH)2不溶，Ca(OH)2微溶。
图6消化液固比对反应活性的影响
从图6可以看出，随着消化液固比的增大，反应活性先增大后减小。这是因为随着液固比的增加，液相中Mg(0H)2和Ca(OH)2的过饱和延迟，溶出料浆的碱度增强，反应活性增加。但随着液固比的进一步增加，液相体积增大，液相中碱性物质浓度缓慢增加，反应时间延长，活性降低。当液固比为70:1时，反应活性达到最大。
不及物动词结论
A.白云石磷矿浮选尾矿的热分解分为两个阶段，矿样的两阶段分解过程符合白云石的两阶段分解过程。第一阶段是碳酸镁的分解，第二阶段是碳酸钙的分解。
B.随着煅烧温度的升高，烧失率增大，煅烧粉体的活性降低。煅烧时间对煅烧粉体的活性影响不大。通过煅烧活性测试，合理的煅烧温度为850℃，煅烧时间为1h。
C.在实验确定的合理溶出条件下，所得料浆具有良好的活性，表明可以考虑碳酸化法从磷矿浮选尾矿中制备氧化镁。下一步将研究磷在消化过程中的状态变化和回收方法，并制定P205和MgO的综合回收方案。
参考
[1]俞永福，葛，潘长林.磷矿选矿的进展及存在的问题[J].采矿与冶金工程，2008，28 (1): 29-33。
双仁，王晓娟，吴燕妮，等.煅烧和溶出过程对白云石活性的影响[J].无机盐工业，2010.42(2): 34-35，48。
