磷石膏岩溶发育机理研究及工程处理

磷石膏可以直接为水所溶蚀,磷石膏的特殊结晶形态以及其中的杂质进一步影响磷石膏的溶解特性,从而产生磷石膏的岩溶现象。堆放在碳酸盐岩地区的磷石膏由于复合岩溶作用的影响,还会带来水文、工程地质等方面的问题,磷石膏的岩溶现象是影响渣场稳定、渣坝稳定、地下水环境的特殊问题。提出了提高磷石膏渣坝稳定性、防止磷石膏渣场渗漏和保护地下水环境的工程措施。     

磷石膏混合料的再生

磷石膏加入二灰混合料,可以有效提高二灰混合料的早强,并且改善基层的路用性能。但是磷石膏含量过大,则造成混合料膨胀过大,强度降低甚至丧失。基于磷石膏石灰粉煤灰混合料的反应机制,通过一系列的室内和室外试验说明：不当的磷石膏配合比,是造成某磷石膏石灰粉煤灰混合料底基层遇水膨胀量增大、强度丧失的主要原因。同时,验证了粉煤灰含量与磷石膏含量最佳配合比为1：1,在此基础上提出磷石膏混合料的再利用的处置方案。     

磷石膏中磷、氟杂质的脱除研究

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的大宗工业固体废弃物,脱除磷石膏中磷、氟等有害杂质是其资源化利用的前提。采用石灰中和法和酸浸法研究了磷石膏中磷、氟的脱除规律,并利用SEM、FTIR、XRD研究了磷、氟脱除过程中磷石膏微观形貌、表面基团和物相组成的变化。结果表明,石灰中和法能有效脱除磷石膏中可溶磷和部分可溶氟,但不能脱除共晶磷,当石灰用量为0.4%、陈化时间为12 h时,磷石膏中可溶磷和可溶氟的脱除率分别为93.27%和29.07%。加温酸浸(55℃,硫酸用量30%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为98.95%和91.07%,酸浸后磷石膏晶体由菱形块状转变为薄片状。常温下增大硫酸用量,磷石膏中磷、氟脱除率增大;常温酸浸(25℃,硫酸用量50%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为95.88%和93.13%,酸浸后产物的形貌转变为长柱状,二水石膏脱水转变为半水石膏,共晶磷的特征吸收峰消失。     

基于模拟人工降雨的磷石膏堆体变形监测

磷石膏属于级配不良土且含有可溶性磷(P)、氟(F),在天然降雨的情况下其变形破坏的可能性很大。如其发生液化将充满整个渣库,这将使渣库内磷、氟含量升高而污染地表水体。在矿山的防渗等问题还未解决的情况下,受污染的地表水侵入到地下含水层中又会导致地下水的污染。所以研究磷石膏堆体在天然降雨下变形破坏模式十分必要。本试验是以1:10的比例模拟20m高的磷石膏堆体在天然降雨条件下可能发生的变形破坏模式,进而对渣库堆填磷石膏施工提出建议。     

关于磷石膏尾矿库安全专篇的研究

磷石膏尾矿库是以磷石膏渣堆积起来形成的尾矿库,其安全问题一直是磷化工企业及安全生产管理部门非常关心的问题。根据《尾矿库安全监督管理规定》,尾矿库工程在设计阶段应该编写安全专篇,需要对尾矿库及尾矿坝稳定性、尾矿库防洪能力及排洪设施和安全观测设施的可靠性进行充分论证。3个方面的内容紧密联系,其是否安全可靠决定着尾矿库是否安全运行。针对磷石膏尾矿库的安全专篇问题,分析了专篇中的关键技术内容,对防洪计算、稳定性计算和安全监测分析等方面的本质问题进行了探讨,并将这三者作为一个系统进行分析总结。通过对湖北某磷石膏尾矿工程安全专篇的编写与分析,对具体的技术方法给出了说明。目前尾矿库工程安全问题受到了广泛的关注,其结果提供了比较完整的具体经验,采用的方法和得出的结论对相关工程可以起一定的借鉴作用。     

狠抓五个到位 促进资源整合——常德市整顿和规范矿产资源开发秩序

常德境内现已发现矿藏近90种，探明储量的20多种，其潜在价值达4400多亿元。石膏、石煤、磷矿、石英砂、膨润土、水泥灰岩、芒硝、海泡石、雄磺等非金属矿产储量丰富，在全省乃至全国都占有重要的地位，该市现有持证矿山企业440余家，从业人员达54000多人，年产矿石3000多万吨，一大批以石膏、芒硝、煤、食盐和磷化工等为支撑的建材、     

中国地质学会非金属矿产地质专业委员会成立

中国地质学会非金属矿产地质专业委员会成立大会于1980年10月11日至17日在四川峨眉举行。同时进行了石膏矿床的学术交流,并展出了全国二十几主要石膏矿区的矿石标本和部分国内外石膏制品的样品。这次会议有来自全国各地区地质、冶金、化工、建材系统的生产、科研、教学单位及科学院系统的代表130人。是建国三十年来非金属矿地质工作者的一次盛大聚会。会议期间代表们观察了峨眉山三叠系地质剖面、麦地坪震旦系地质剖面和大为石膏矿。     

磷石膏物理力学特性初探

通过大量的室内试验,研究了磷石膏的烘烤温度与含水率的关系、烘烤时间与含水率关系、溶解度与温度关系。按土工试验规范进行试验,测得磷石膏的含水率随着烘烤温度的升高而增加,也随着烘烤时间的增长而增加,但是含水率应该是一个恒定的指标,所以磷石膏的含水率的测定不能按照现行规范进行,必须加以改进。建议在55～60℃条件下烘烤36 h或更长时间来测定磷石膏的含水率。从试验还可以得知磷石膏有一定的溶解度,且其溶解度随着温度的升高而降低。也正是由于磷石膏的溶解特性,所以在进行渗透试验和三轴剪切试验时要使用室温条件下的饱和磷石膏溶液替代水,从渗透试验结果来看,磷石膏坝渗透特性不同于一般的尾矿坝,其垂直渗透系数要大于水平渗透系数。从磷石膏的固结不排水三轴剪切试验可知,磷石膏是一种有明显的剪胀性的材料,在剪切条件下其破坏发生在孔隙水压力为负的情况下,且其破坏时的应变受围压的影响不明显。利用磷石膏的剪切破坏发生在负孔压的这一特性,理论上可以通过坝体内孔压变化的监测来预测磷石膏坝的安全性。     

磷石膏高坝稳定性分析

对于磷石膏的力学特性,国内外的研究很少。通过室内高压三轴试验,研究了磷石膏的强度与围压的关系。从高压三轴试验结果来看,磷石膏的强度随着围压的升高而降低,且磷石膏的高压折减效应比较明显。在稳定性分析中,如果采用常规围压条件下的三轴试验得到的强度进行分析,其稳定性分析结果是偏于不安全的。以一个高磷石膏坝为例,对其稳定性进行数值模拟分析。结果表明,考虑强度折减以后其安全系数明显降低。得出了磷石膏具有明显的高压强度折减特性,在高磷石膏坝的稳定性分析中一定要考虑高压强度折减的结论。     

渣场的一种新渗流排防体系研究

通过对多个磷石膏渣场工程资料的理论分析,提出了一个新的渣场防渗排渗设计方案。该方案不同于常规方案之处是在磷石膏渣场下游的底部设置了排渗棱体,改善了磷石膏底部的排水条件,使磷石膏渣场的浸润线大幅下降。新方案不仅提高了磷石膏渣坝的安全性,还大幅度降低了渣场的运行费用,并在实际工程中得到了应用,取得了良好的效果。它不仅为磷石膏渣场的防渗排渗设计提供了切实有效的理论依据,而且对其他利用尾矿筑坝的渣场的防渗排渗设计有着重要的指导意义。     

磷矿资源分析

一、磷的用途 自1669年发现磷元素以来,迄今磷已被广泛应用于国防、宇航、航空、化工、食品及化肥等工业部门,但主要还是应用于磷肥工业。抿国外资料统计,磷在各部门使用所占的比例是:磷肥90％,洗涤剂4.5％,饲料添加剂3.3％,各种专门制品及技术功能性制剂2.2％     

中国磷资源与磷化工可持续发展

人类活动对磷元素的地球化学过程具有重要影响。中国磷矿石储量仅占世界总量的4.6%,且正面临P_2O_5品位贫化、磷化工过程伴生稀土和氟资源浪费严重、副产磷石膏大量堆存污染环境以及地表水体磷污染等问题。今后一段时间内,二水物硫酸法仍将是湿法磷酸的主流工艺。磷矿伴生稀土和氟的高效回收利用,对于稀土产业和氟化工可持续发展具有重大战略意义,关键在于突破现有的技术瓶颈,研发新的回收利用技术。磷化工过程实现硫资源的循环利用和清洁生产,核心在于突破磷石膏制硫酸关键技术。磷石膏转铵法制硫酸技术实现规模化工程应用,可有效解决中国硫资源短缺问题,根除磷石膏大量堆存造成的环境污染;还将显著减少硫铁矿、石灰石等一次资源开采和温室气体CO_2排放。硅酸钙晶种法回收污水中的磷,进而加工为磷酸、磷肥等产品,则为减少一次磷资源消耗、实现磷资源的循环利用提供了可能。以污水磷回收制取磷酸二氢钾技术为例,表明污水磷回收和磷石膏资源化利用对中国磷资源产业的绿色可持续发展具有重大潜在价值。     

基于反向地球化学模拟的地下水形成作用: 以安徽省泗县为例

在了解安徽省泗县水文地质条件基础上,分析了区域水文地球化学特征及类型,探讨了其空间分布特征。根据开采条件下的地下水动力场条件,选择了3条模拟路径,采用PHREEQC软件进行了水文地球化学模拟研究,定量分析了地下水的形成机理及演化。结果表明,路径Ⅰ发生了岩盐、石膏以及伊利石的溶解,高岭土、石英、白云石、萤石发生了沉淀;钙蒙脱石、方解石不参与反应,NaX解吸,CaX_2被吸附;路径Ⅱ发生了岩盐、石膏、伊利石、石英等的溶解以及钙蒙脱石、方解石的沉淀,NaX解吸,CaX_2被吸附;路径Ⅲ发生的反应基本与路径Ⅰ相同,不同之处在该路径上的白云石发生了溶解,其原因可能是地下水在径流过程中溶解CO_2,使其继续溶解白云石以及受沉淀滞后的影响。研究结果表明地下水开采条件下,泗县地下水化学组分主要受到了岩盐和石膏等矿物的溶解作用、钙钠离子交换作用以及钙蒙脱石、方解石沉淀作用的控制。     

磷石膏碳酸化固定二氧化碳的实验研究

基于"以废治废"的理念,通过湿式碳酸化法对磷石膏固定CO₂的反应温度、时间、液固比和氮硫比对固碳率的影响进行了研究。采用XRD和SEM-EDS对磷石膏原料和碳酸化产物的物相组成、显微形貌等进行了分析与表征。结果表明: 磷石膏中的石膏在碳酸化过程中全部转化为方解石,而硬石膏由于溶解度小仅有部分转化为方解石,石英对于碳酸化反应是惰性的。优化的碳酸化工艺条件为: 反应温度为65℃,碳酸化时间为60 min,液固比为3.0,氮硫比为2.25,固碳率达到95.24%。实验结果对固碳减排和磷石膏的进一步资源化利用具有一定的实际意义。     

我国叶蜡石的应用进展

叶蜡石是一种含水的铝硅酸盐,在加热过程中脱水,同时伴随体积膨胀,在高温下分解产生莫来石和石英。常常利用叶蜡石的体积膨胀,将其作为原料添加到制品中,抵消某些基体材料的收缩或者制品的烧成收缩,使制品具有良好的体积稳定性等特点。叶蜡石还具有熔点高,在高温下不收缩,化学性能稳定,无毒,耐腐,在水中无膨胀性和可塑性,良好的耐热隔热性、电绝缘性、传压性、机械加工性和密封性,具有低烧结温度、低电传导性、低膨胀系数等特点,是一种重要的电子、光学和结构材料,被广泛应用于冶金、建材、石油、化工、轻工等领域。将叶蜡石作为原料添加到耐火材料、陶瓷等制品中,一方面可以提高制品的使用性能,延长制品的使用寿命,另一方面也可以替代某些价格较高的原料,降低制品的成本,两者均可产生显著的经济效益。对叶蜡石的研究不但具有学术价值,而且还会带来经济价值。根据近年来叶蜡石在耐火材料、陶瓷、传压密封介质、玻璃纤维、橡胶、吸附剂、原料合成等领域应用的相关报道文献加以汇总,系统地总结了叶蜡石矿物材料的综合利用进展情况。     

生物炭对磷石膏中磷的固化作用

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_e= 1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca²⁺与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。     

拆迁场地建筑碎渣的处理和综合应用研究

建筑碎渣作为各种建材产品废料的混合物,会给环境带来一定的危害,但也是一种再生利用率很高的资源.如果经过一定方式的处理,使其变废为宝,处理后的建筑碎渣即可成为新的建筑材料再次使用.分析了建筑碎渣所具有的物理化学特点,指出建筑碎渣存在再生利用的可行性;介绍了国内外建筑碎渣的处理现状、利用途径和发展趋势,并指出了现阶段我国对于建筑碎渣处理利用的几种主要方式和存在的问题.     

《非金属矿》1989年征订启事

《非金属矿》杂志是国家科委批准公开发行的中央级刊物,是国家建筑材料工业局直属的建材技术系列期刊之一.主要报导国内外各种非金属矿(石棉、石墨、石膏、滑石、金刚石、高岭土、云母、膨润上、凹凸棒石土、海泡石、     

江苏省矿产资源概况

江苏省地跨华北准地台和扬子准地台两大构造单元,矿产资源比较丰富,迄今已发现矿种94种(列入储量平衡表的有51种),各类矿床(点)900余处;探明储量的固体矿产地228处,其中的60%已开发利用.江苏有能源、冶金、化工、建材等工业所需要的各种矿产,特别是有色金属(铅锌、银)、粘土、建材矿产具有优势,数量和质量在全国居领先地位,但锰、钾盐以及铁、磷、硫等的富矿较少.现仅就主要矿产介绍如下.     

海洋中磷的循环与沉积作用

磷在海洋中的循环与沉积主要是靠生物作用进行的。海洋表层水中的溶解磷几乎全部被海洋植物摄取，海洋植物及动物死亡后最终以生物碎屑的形式沉入海底，在其沉降和到达深层水的过程中大部分被分解、破坏，变成可溶组分又重新返回海水，使深层水中磷浓度提高。含磷浓度高的深层水被上升洋流带到表层后又被生物吸收，重复循环。当上升洋流抵达大陆边缘，特别是遇有陆缘坻存在时，磷等营养物质滞留，导致磷质生物大量繁衍，死亡后沉积，并经成岩作用，便形成大规模的工业磷块岩矿床