中国科学院地球化学研究所机构知识库

磷矿浮选尾矿,也称之为磷尾矿,是中低品位磷矿浮选过程中排放的主要工业废弃物。一般来说,生产1吨磷精矿产生约0.44吨磷尾矿（Li etal.,2024）。磷尾矿排放量大,利用率低,大多堆存在尾矿库,存在颗粒扬尘、水污染等环境威胁。因此,磷尾矿的大规模资源化利用已成为磷化工中亟待解决的问题之一。在磷矿浮选过程中,约20%的磷经浮选后进入磷尾矿（Alsafasfeh etal.,2018）,磷尾矿中P₂O₅含量为5-12%,是一种可回收的磷二次资源。另外,磷尾矿含有大量脉石矿物白云石,Ca、Mg资源丰富。目前,有研究通过煅烧-碳化、煅烧-浸出、煅烧氨循环等方法回收其中的Ca、Mg、P资源（Li etal.,2024）。这些方法需要将磷尾矿煅烧到900℃以上,操作过程复杂,生产成本高。另外,也有研究采用盐酸从磷尾矿中回收P资源,但没有考虑回收Ca、Mg （Yu and Du,2023）。与盐酸相比,甲酸的酸性比磷酸小,不易溶解磷灰石,但能选择性溶解白云石,更适合磷尾矿的处理。本研究以贵州某磷尾矿为研究对象,采用甲酸浸出方法选择性溶解磷尾矿中的白云石以得到磷精矿,并将浸出液中的Ca、Mg元素进行了分步回收,实现全组分的综合利用。研究结果表明,甲酸的浓度和浸出温度是影响溶解磷尾矿中白云石的重要因素,浸出温度升高有利于白云石的分解,同时可抑制磷灰石的分解;在优化的浸出条件下,Ca和Mg可选择性溶解于甲酸中,浸出效率分别为67.62%、96.43%,然后通过分步添加H₂SO₄和H₂C₂O₄从浸出液中析出硫酸钙晶须和二水草酸镁等沉淀产品。浸出渣中P₂O₅含量富集至28.90%,是原磷尾矿（P₂O₅为7.89%）的3.66倍,可作为磷精矿使用。此外,分步沉淀Ca、Mg后的甲酸溶液可循环用于磷尾矿的溶解,实现了磷尾矿的低成本、绿色高效利用。