利用钙基固体废弃物活化低品位磷矿技术的研究及其应用

【摘要】：磷矿石是一种重要的不可再生资源，也是磷肥和磷化工的重要基础原料。长期以来，由于磷矿开采过程中采用“采富弃贫”的开采模式，使得低品位磷矿在全国各大磷矿区大量堆积，产生了严重的安全隐患和环境污染。解决低品位磷矿的资源化利用、变废为宝在目前形势下就显得尤为重要和突出。 本课题选用白云石、磷石膏在一定添加剂的作用下对低品位磷矿进行活化实验，在不同配比、不同温度、不同时间下设计了几组试验，最终确定出最佳实验条件为：磷矿石、白云石和磷石膏的最佳配比（质量比）为5:1:1.2，添加剂添加量为3%，实验反应温度为1373K，最佳反应时间为90min。所制备成的目标产品——土壤改良剂的主要成分为P_2O_522.56%、CaO45.10%、MgO4.28%、SiO_217.24%、SO_33.97%、Na_2O1.82%。其pH值为10.16。对目标产品进行的放射性检测及重金属分析表明，它们不会对境构成污染或危害。对目标产品的经济效益做了评估，其在经济上可行。 以空白试验做对照，采用芥菜盆栽实验来评价其农用效果，并与白泥及脱硫灰进行对比。结果表明：施用土壤改良剂对芥菜的生长有很大的促进作用，三种供试物质所产生正效应的顺序为：土壤改良剂脱硫灰白泥，且最佳施用量为：土壤改良剂3‰（3g·kg~(-1)）、脱硫灰4‰（4g·kg~(-1)）、白泥4‰（4g·kg~(-1)）。施用目标产品，可使土壤pH值提高，有机质、交换性钙、交换性镁含量增加，交换态铝含量降低。土壤改良剂对芥菜磷的吸收有一定的促进作用，可以显著提高植物对磷的吸收效率。 本课题所采用的技术既解决了低品位磷矿的资源化利用问题，又减少了磷石膏的大量堆放产生的占地及环境污染问题，同时可以充分利用原料中的各种大、中量元素，制成一种含磷、钙、硅、镁、硫的土壤调理剂，从而为钙基工业固体废弃物高效农用资源化利用提供技术支撑。