張錦瑞 老師報(bào)告20160619

1、唐山唐山地區(qū)尾礦（渣）綜合利用現(xiàn)狀與展望地區(qū)尾礦（渣）綜合利用現(xiàn)狀與展望 報(bào)告人：張錦瑞報(bào)告人：張錦瑞 教授教授 博導(dǎo)博導(dǎo) 聯(lián)系方式：聯(lián)系方式華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 尾礦制備造紙?zhí)盍衔驳V制備造紙?zhí)盍? 尾礦制備人工魚(yú)礁尾礦制備人工魚(yú)礁34 堿渣制備脫硫劑堿渣制備脫硫劑 尾礦制備礦物肥尾礦制備礦物肥56前景與展望前景與展望背景與總體思路背景與總體思路1河北省礦產(chǎn)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)各類礦種156種，金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量為92億噸。河北省鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)12年居全 國(guó) 第 一 ，2013年鋼鐵產(chǎn)能為2億噸，鐵礦石總產(chǎn)量近6億噸。一、背景

2、與總體思路一、背景與總體思路 目前面臨的形勢(shì)是目前面臨的形勢(shì)是：u形勢(shì)一：落實(shí)形勢(shì)一：落實(shí)“京津冀協(xié)同發(fā)展京津冀協(xié)同發(fā)展”國(guó)家戰(zhàn)略，作為國(guó)家戰(zhàn)略，作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)試驗(yàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)試驗(yàn)區(qū)和京津冀生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)的河北省，傳統(tǒng)礦山企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，節(jié)區(qū)和京津冀生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)的河北省，傳統(tǒng)礦山企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，節(jié)能降耗和生態(tài)環(huán)境保護(hù)是重要任務(wù)之一；能降耗和生態(tài)環(huán)境保護(hù)是重要任務(wù)之一；u形勢(shì)二：形勢(shì)二：尾礦與固體廢棄物累計(jì)堆存尾礦與固體廢棄物累計(jì)堆存40多億噸，尾礦庫(kù)多億噸，尾礦庫(kù)2519座。尾礦資座。尾礦資源利用率不足源利用率不足20%，高附加值利用更少。，高附加值利用更少。 利用礦物學(xué)、材料學(xué)、土壤學(xué)、

3、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究尾利用礦物學(xué)、材料學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究尾礦的性質(zhì)、特征、安全處置、資源綜合利用的生態(tài)效應(yīng)中的協(xié)礦的性質(zhì)、特征、安全處置、資源綜合利用的生態(tài)效應(yīng)中的協(xié)同理論與方法。同理論與方法。本課題組重點(diǎn)開(kāi)展如下研究工作：一、背景與總體思路尾礦制備造紙?zhí)盍衔驳V制備造紙?zhí)盍衔驳V制備礦物肥尾礦制備礦物肥尾礦制備人工漁礁尾礦制備人工漁礁堿渣制備脫硫劑堿渣制備脫硫劑二、尾礦制備造紙?zhí)盍系难芯?研究背景研究背景u在造紙工業(yè)中，填料是僅次于紙漿纖維的第二大造紙?jiān)?。造紙工業(yè)的高速在造紙工業(yè)中，填料是僅次于紙漿纖維的第二大造紙?jiān)?。造紙工業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)礦物粉體需求與消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，

4、但隨著開(kāi)采的加劇，碳酸發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)礦物粉體需求與消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，但隨著開(kāi)采的加劇，碳酸鈣、高嶺土、滑石等傳統(tǒng)造紙礦物日益貧乏。鈣、高嶺土、滑石等傳統(tǒng)造紙礦物日益貧乏。二、尾礦制備造紙?zhí)盍系难芯?開(kāi)發(fā)思路：開(kāi)發(fā)思路： 造紙?zhí)盍鲜侵讣尤爰垵{內(nèi)的一些基本不溶于水的固體微粒。加入填造紙?zhí)盍鲜侵讣尤爰垵{內(nèi)的一些基本不溶于水的固體微粒。加入填料的紙漿容易脫水、易干燥，同時(shí)可以有效改善紙張的不透明度、亮度、料的紙漿容易脫水、易干燥，同時(shí)可以有效改善紙張的不透明度、亮度、平滑度、印刷適應(yīng)性、柔軟性、均勻性和尺寸穩(wěn)定性等性能。平滑度、印刷適應(yīng)性、柔軟性、均勻性和尺寸穩(wěn)定性等性能。目前，常用于造紙的填料有：高

5、嶺土、碳酸鈣、滑石粉、二氧化鈦、目前，常用于造紙的填料有：高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、二氧化鈦、硫化鋅、硫酸鈣、硅藻土、硫酸鋇、硅酸鈣等礦物粉體。這些礦物都可硫化鋅、硫酸鈣、硅藻土、硫酸鋇、硅酸鈣等礦物粉體。這些礦物都可能出現(xiàn)在尾礦中，并通過(guò)一定的選礦技術(shù)將其回收利用。能出現(xiàn)在尾礦中，并通過(guò)一定的選礦技術(shù)將其回收利用。u1. 鐵尾礦提取白炭黑的研究鐵尾礦提取白炭黑的研究u2. 粉煤灰作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用粉煤灰作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用u3.粉煤灰基新型硅酸鈣填料粉煤灰基新型硅酸鈣填料(FCAS) 鐵尾礦提取白炭黑的研究鐵尾礦提取白炭黑的研究u白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO

6、2nH2O表示。白炭黑作為紙張?zhí)盍峡杀硎?。白炭黑作為紙張?zhí)盍峡商岣呒垙埧褂湍高^(guò)性能及機(jī)械強(qiáng)度，提高紙張抗油墨透過(guò)性能及機(jī)械強(qiáng)度，增加白度，減少單位重量，能夠有效實(shí)增加白度，減少單位重量，能夠有效實(shí)現(xiàn)紙張輕量化。同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)紙張輕量化。同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，提高紙張使用性能。提高紙張使用性能。u國(guó)內(nèi)鞍山式鐵尾礦中國(guó)內(nèi)鞍山式鐵尾礦中SiO2含量高達(dá)含量高達(dá)80%以上，以鞍山型鐵尾礦為主要原料，常以上，以鞍山型鐵尾礦為主要原料，常壓下用堿溶處理方法使鐵尾礦中的壓下用堿溶處理方法使鐵尾礦中的 SiO2轉(zhuǎn)化為水玻璃，再利用沉淀法制備了無(wú)轉(zhuǎn)化為水玻璃，再利用沉淀法制備了無(wú)定型定型 SiO2（白炭

7、黑）。（白炭黑）。二、尾礦制備造紙?zhí)盍翔F尾礦制備白炭黑的流程圖鐵尾礦制備白炭黑的流程圖 粉煤灰作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用粉煤灰作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用u煤粉灰是一種優(yōu)良的造紙?zhí)盍?，較傳統(tǒng)填料，相同加填量下，可使紙張具有煤粉灰是一種優(yōu)良的造紙?zhí)盍?，較傳統(tǒng)填料，相同加填量下，可使紙張具有更高的物理強(qiáng)度，松厚度，不透明度，提高紙張的質(zhì)量。更高的物理強(qiáng)度，松厚度，不透明度，提高紙張的質(zhì)量。 煤粉灰因?yàn)楹形慈紵奶亢丸F的化合物，導(dǎo)致其白度約煤粉灰因?yàn)楹形慈紵奶亢丸F的化合物，導(dǎo)致其白度約19-25%ISO，嚴(yán)重制約，嚴(yán)重制約其作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用。通過(guò)對(duì)煤粉灰分別進(jìn)行煅燒除炭，化學(xué)除鐵，其作為造紙?zhí)盍系膽?yīng)用。通過(guò)對(duì)

8、煤粉灰分別進(jìn)行煅燒除炭，化學(xué)除鐵，PCC包覆的改包覆的改性處理，可將其白度由性處理，可將其白度由32%ISO提高至提高至75.4%ISO，得到一種新的填料，應(yīng)用于造紙加填。，得到一種新的填料，應(yīng)用于造紙加填。二、尾礦制備造紙?zhí)盍?粉煤灰基新型硅酸鈣填料粉煤灰基新型硅酸鈣填料(FCAS)u粉煤灰基新型硅酸鈣填料（粉煤灰基新型硅酸鈣填料（FACS），是），是一種新型硅酸鹽產(chǎn)品，其干燥制品的表觀一種新型硅酸鹽產(chǎn)品，其干燥制品的表觀為固體白色粉末狀顆粒，分子式可表示為：為固體白色粉末狀顆粒，分子式可表示為：CaSiO3nH2O，無(wú)毒、無(wú)味，不溶于水、，無(wú)毒、無(wú)味，不溶于水、酒精，能溶于強(qiáng)酸中。酒精，能

9、溶于強(qiáng)酸中。u通過(guò)這種方法制得新型硅酸鈣填料，具通過(guò)這種方法制得新型硅酸鈣填料，具有較好的填料性能。尤其表現(xiàn)在高松厚度、有較好的填料性能。尤其表現(xiàn)在高松厚度、高遮蓋性，可廣泛應(yīng)用與文化紙、輕型化高遮蓋性，可廣泛應(yīng)用與文化紙、輕型化紙領(lǐng)域，也可以應(yīng)用于特種紙領(lǐng)域。紙領(lǐng)域，也可以應(yīng)用于特種紙領(lǐng)域。二、尾礦制備造紙?zhí)盍?研究意義：研究意義：填料是一種重要的造紙?jiān)?，在造紙工業(yè)中具有十分廣闊的應(yīng)用空間。填料是一種重要的造紙?jiān)希谠旒埞I(yè)中具有十分廣闊的應(yīng)用空間。造紙?zhí)盍峡纱娲罅康募垵{纖維用于造紙過(guò)程，其應(yīng)用通?？山档驮旒?jiān)旒執(zhí)盍峡纱娲罅康募垵{纖維用于造紙過(guò)程，其應(yīng)用通?？山档驮旒?jiān)铣杀?，提?/p>

10、紙品的不透明度、白度、光澤度、平滑度、孔隙度、尺寸穩(wěn)料成本，提高紙品的不透明度、白度、光澤度、平滑度、孔隙度、尺寸穩(wěn)定性、油墨吸收性、印刷適應(yīng)性及書(shū)寫(xiě)適應(yīng)性等性能，并可降低造紙能耗，定性、油墨吸收性、印刷適應(yīng)性及書(shū)寫(xiě)適應(yīng)性等性能，并可降低造紙能耗，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。具有十分廣闊的應(yīng)用前景。全球造紙行業(yè)已應(yīng)用到全球造紙行業(yè)已應(yīng)用到80多種非金屬礦物，而目前在國(guó)內(nèi)造紙工業(yè)中多種非金屬礦物，而目前在國(guó)內(nèi)造紙工業(yè)中已用到的礦物大概有已用到的礦物大概有50余種。以大量堆存的尾礦為原料，通過(guò)一定的選礦余種。以大量堆存的尾礦為原料，通過(guò)一定的選礦工藝技術(shù)生產(chǎn)造紙?zhí)盍?，不僅加大了尾礦的消耗量，而且為二次

11、資源開(kāi)發(fā)、工藝技術(shù)生產(chǎn)造紙?zhí)盍?，不僅加大了尾礦的消耗量，而且為二次資源開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品開(kāi)辟了一條途徑。生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品開(kāi)辟了一條途徑。二、尾礦制備造紙?zhí)盍先?、尾礦生產(chǎn)人工漁礁 目前面臨的形勢(shì)：目前面臨的形勢(shì)：u曹妃甸項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃建設(shè)面積曹妃甸項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃建設(shè)面積310km2，是國(guó)家，是國(guó)家“十二五十二五”規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目集規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目集群，河北省一號(hào)工程。然而曹妃甸開(kāi)發(fā)建設(shè)，卻導(dǎo)致了該海域最主要的群，河北省一號(hào)工程。然而曹妃甸開(kāi)發(fā)建設(shè)，卻導(dǎo)致了該海域最主要的魚(yú)類產(chǎn)卵繁殖場(chǎng)魚(yú)類產(chǎn)卵繁殖場(chǎng)曹妃甸泄湖漁場(chǎng)的占用，大量近岸漁場(chǎng)成了取沙區(qū)，曹妃甸泄湖漁場(chǎng)的占用，大量近岸漁場(chǎng)成了取沙區(qū)，嚴(yán)重破壞了曹妃甸乃至

12、渤海灣的生態(tài)環(huán)境。嚴(yán)重破壞了曹妃甸乃至渤海灣的生態(tài)環(huán)境。u1.填海作業(yè)直接導(dǎo)致曹妃甸海域動(dòng)植物主要繁殖場(chǎng)的滅失；填海作業(yè)直接導(dǎo)致曹妃甸海域動(dòng)植物主要繁殖場(chǎng)的滅失；u2.吹沙作業(yè)破壞了海底原生態(tài)環(huán)境；吹沙作業(yè)破壞了海底原生態(tài)環(huán)境；u3.取沙作業(yè)造成海洋生物附著基喪失；取沙作業(yè)造成海洋生物附著基喪失；u4.取沙過(guò)程導(dǎo)致海水渾濁度增加，透光率減弱取沙過(guò)程導(dǎo)致海水渾濁度增加，透光率減弱,影響生物生長(zhǎng)。影響生物生長(zhǎng)。曹妃甸填海作業(yè)曹妃甸填海作業(yè)曹妃甸工業(yè)區(qū)曹妃甸工業(yè)區(qū) 開(kāi)發(fā)思路：開(kāi)發(fā)思路：人工漁礁是人為在水域中設(shè)置構(gòu)造物，改善水生生物棲息環(huán)境，為海人工漁礁是人為在水域中設(shè)置構(gòu)造物，改善水生生物棲息環(huán)境，

13、為海洋經(jīng)濟(jì)生物提供索餌、繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育等場(chǎng)所，達(dá)到保護(hù)、增殖漁業(yè)洋經(jīng)濟(jì)生物提供索餌、繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育等場(chǎng)所，達(dá)到保護(hù)、增殖漁業(yè)資源和提高漁獲物質(zhì)量的目的。資源和提高漁獲物質(zhì)量的目的。而而選礦廠排出的尾礦是一種磨細(xì)的、量選礦廠排出的尾礦是一種磨細(xì)的、量大的工業(yè)廢料，其粒徑細(xì)小，大的工業(yè)廢料，其粒徑細(xì)小，且富含多種礦物元素，可以用來(lái)生產(chǎn)人工且富含多種礦物元素，可以用來(lái)生產(chǎn)人工漁礁。漁礁。u1.尾礦制取水泥后生產(chǎn)混凝土魚(yú)礁尾礦制取水泥后生產(chǎn)混凝土魚(yú)礁u2.尾礦尾礦“摻雜摻雜”制造混合型漁礁制造混合型漁礁三、尾礦生產(chǎn)人工漁礁廢舊輪胎形成的漁礁廢舊輪胎形成的漁礁沉船形成的漁礁沉船形成的漁礁人造島礁人造

14、島礁 尾礦制取水泥后生產(chǎn)混凝土尾礦制取水泥后生產(chǎn)混凝土漁漁礁礁混凝土漁礁制取方法：混凝土漁礁制取方法：1）可以利用以方解石、石英為主的尾礦作為水）可以利用以方解石、石英為主的尾礦作為水泥生料的配料，生產(chǎn)水泥；泥生料的配料，生產(chǎn)水泥；2）再將制取的水泥加上以尾礦為主的骨料生產(chǎn)）再將制取的水泥加上以尾礦為主的骨料生產(chǎn)混凝土漁礁，包括一次性成型的混凝土礁體和組合混凝土漁礁，包括一次性成型的混凝土礁體和組合礁體。礁體。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 這種漁礁可塑性強(qiáng)、耐腐蝕，可制成不同這種漁礁可塑性強(qiáng)、耐腐蝕，可制成不同形狀，如方形、三角形、臺(tái)形、梯形、十字形、圓形狀，如方形、三角形、臺(tái)形、梯形、十字形、圓形等。形等。

15、 近五年來(lái)，已有近五年來(lái)，已有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，投放多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，投放了了50多萬(wàn)個(gè)多萬(wàn)個(gè)人工人工漁礁。從我國(guó)香港和臺(tái)灣地區(qū)近期漁礁。從我國(guó)香港和臺(tái)灣地區(qū)近期建造的幾處人工漁礁工程來(lái)看，產(chǎn)生了良好的生態(tài)建造的幾處人工漁礁工程來(lái)看，產(chǎn)生了良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。和經(jīng)濟(jì)效益。三、尾礦生產(chǎn)人工漁礁生產(chǎn)的球漁礁生產(chǎn)的球漁礁人工漁礁投放人工漁礁投放 尾礦尾礦“摻雜摻雜”制造混合型漁礁制造混合型漁礁1.將富含多種對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響的元素將富含多種對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響的元素尾礦以尾礦以“摻雜摻雜”的方式制造混合型漁礁，其中的的方式制造混合型漁礁，其中的微量元素將對(duì)海洋生物的附著生長(zhǎng)十分有益。微量元素

16、將對(duì)海洋生物的附著生長(zhǎng)十分有益。例如，在冷水域?yàn)榱吮阌谠孱惛街L(zhǎng)要添例如，在冷水域?yàn)榱吮阌谠孱惛街L(zhǎng)要添加鐵元素，但在有硬珊瑚生存的海域應(yīng)避免添加加鐵元素，但在有硬珊瑚生存的海域應(yīng)避免添加鐵元素。鐵元素。2.另外，通過(guò)尾礦另外，通過(guò)尾礦“摻雜摻雜”來(lái)改善人工漁礁的強(qiáng)來(lái)改善人工漁礁的強(qiáng)度和耐久性也是一種有益的探索。度和耐久性也是一種有益的探索。估算，估算，尾礦制取得人工魚(yú)礁尾礦制取得人工魚(yú)礁的耐久性至少在的耐久性至少在300年以上，且有可能轉(zhuǎn)化為自然礁。年以上，且有可能轉(zhuǎn)化為自然礁。三、尾礦生產(chǎn)人工漁礁人工漁礁投放人工漁礁投放人工漁礁上附著的海洋生物人工漁礁上附著的海洋生物 研究意義：研究意

17、義：1.利用尾礦制造利用尾礦制造漁礁漁礁，將尾礦二次開(kāi)發(fā)，將尾礦二次開(kāi)發(fā)，變廢為寶，變廢為寶，尾礦中尾礦中的微量元的微量元素將對(duì)海洋生物的附著生長(zhǎng)十分有益素將對(duì)海洋生物的附著生長(zhǎng)十分有益，有利于海洋生物在人工漁礁上附著。有利于海洋生物在人工漁礁上附著。2.漁礁體上生長(zhǎng)著大量藻類，提高了初級(jí)生產(chǎn)力。藻類會(huì)吸收海水中漁礁體上生長(zhǎng)著大量藻類，提高了初級(jí)生產(chǎn)力。藻類會(huì)吸收海水中的氮、磷等有機(jī)物質(zhì)，從而減少水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善水體環(huán)境，并且漁礁的氮、磷等有機(jī)物質(zhì)，從而減少水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善水體環(huán)境，并且漁礁體上著生的微生物具有消除體上著生的微生物具有消除TOC(全有機(jī)碳素量全有機(jī)碳素量)以及以及NH4+-

18、N的作用，也起的作用，也起到了凈化水質(zhì)的功能。到了凈化水質(zhì)的功能。3.人工漁礁通過(guò)餌料效應(yīng)、漁場(chǎng)效應(yīng)和保護(hù)幼魚(yú)對(duì)改善和保護(hù)海洋生人工漁礁通過(guò)餌料效應(yīng)、漁場(chǎng)效應(yīng)和保護(hù)幼魚(yú)對(duì)改善和保護(hù)海洋生態(tài)有重要作用。發(fā)展以人工漁礁為核心，人工苗種放流為補(bǔ)充的海洋牧場(chǎng)態(tài)有重要作用。發(fā)展以人工漁礁為核心，人工苗種放流為補(bǔ)充的海洋牧場(chǎng)戰(zhàn)略是解決工業(yè)建設(shè)對(duì)海洋生態(tài)影響的有效方法。戰(zhàn)略是解決工業(yè)建設(shè)對(duì)海洋生態(tài)影響的有效方法。利用尾礦生產(chǎn)人工漁礁，同時(shí)解決了礦山企業(yè)尾礦堆積問(wèn)題，利用尾礦生產(chǎn)人工漁礁，同時(shí)解決了礦山企業(yè)尾礦堆積問(wèn)題，海洋海洋漁漁業(yè)面臨的生態(tài)問(wèn)題，一箭雙雕，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的和諧發(fā)展。業(yè)面臨的生態(tài)問(wèn)

19、題，一箭雙雕，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的和諧發(fā)展。三、尾礦生產(chǎn)人工漁礁四、尾礦制取礦物復(fù)合肥的研究1.中國(guó)是化肥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，化肥的總產(chǎn)量和消費(fèi)量均占世界中國(guó)是化肥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，化肥的總產(chǎn)量和消費(fèi)量均占世界1/3以上。以上。近年來(lái)，隨著中國(guó)人口的增長(zhǎng)與可用耕地的減少，化肥用量逐年增加；近年來(lái)，隨著中國(guó)人口的增長(zhǎng)與可用耕地的減少，化肥用量逐年增加；2. 由于化肥、農(nóng)藥和地膜等農(nóng)業(yè)用品普遍使用，我國(guó)農(nóng)業(yè)源污染問(wèn)題嚴(yán)重，由于化肥、農(nóng)藥和地膜等農(nóng)業(yè)用品普遍使用，我國(guó)農(nóng)業(yè)源污染問(wèn)題嚴(yán)重，水環(huán)境遭受污染，過(guò)量施用化肥已經(jīng)成為中國(guó)農(nóng)業(yè)的魔咒。研究尾礦制取礦物水環(huán)境遭受污染，過(guò)量施用化肥已經(jīng)成為中國(guó)農(nóng)業(yè)的

20、魔咒。研究尾礦制取礦物復(fù)合肥，取之于自然，回歸至自然，不僅有利于減少資源的浪費(fèi)，而且有利于復(fù)合肥，取之于自然，回歸至自然，不僅有利于減少資源的浪費(fèi)，而且有利于降低對(duì)環(huán)境的破壞。降低對(duì)環(huán)境的破壞。 研究背景：研究背景：不同年份糧食產(chǎn)量與化肥用量變化不同年份糧食產(chǎn)量與化肥用量變化過(guò)量施肥漫畫(huà)過(guò)量施肥漫畫(huà)利用磷鐵尾礦直接生產(chǎn)復(fù)合肥：利用磷鐵尾礦直接生產(chǎn)復(fù)合肥：u針對(duì)磷鐵尾礦反應(yīng)活性較差的現(xiàn)針對(duì)磷鐵尾礦反應(yīng)活性較差的現(xiàn)狀，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)了狀，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)了MUSP工藝生工藝生產(chǎn)氮磷鉀硫多元粒狀復(fù)合肥，沒(méi)產(chǎn)氮磷鉀硫多元粒狀復(fù)合肥，沒(méi)有磷石膏排放。該工藝可處理反有磷石膏排放。該工藝可處理反應(yīng)活性較低的磷礦。

21、應(yīng)活性較低的磷礦。u產(chǎn)品對(duì)水稻、花生、玉米等作物產(chǎn)品對(duì)水稻、花生、玉米等作物經(jīng)大田試驗(yàn)，獲得較好的增產(chǎn)效經(jīng)大田試驗(yàn)，獲得較好的增產(chǎn)效果。產(chǎn)品經(jīng)果。產(chǎn)品經(jīng) XRD 物相分析，尿素物相分析，尿素與石膏形成了新結(jié)構(gòu)，尿素降溶，與石膏形成了新結(jié)構(gòu)，尿素降溶，石膏增溶，是一種具有較好應(yīng)用石膏增溶，是一種具有較好應(yīng)用前景的新復(fù)合肥料。前景的新復(fù)合肥料。四、尾礦制取礦物復(fù)合肥的研究MUSP生產(chǎn)流程框架生產(chǎn)流程框架u鐵礦尾砂經(jīng)過(guò)高溫、淬冷等處理，鐵礦尾砂經(jīng)過(guò)高溫、淬冷等處理，將鐵礦尾砂中的鉀、硅、鈣、鎂、鐵將鐵礦尾砂中的鉀、硅、鈣、鎂、鐵等多元素的活性激發(fā)出來(lái)，等多元素的活性激發(fā)出來(lái)，轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成易易被植物吸

22、收的水溶性和枸溶性組分被植物吸收的水溶性和枸溶性組分，使之長(zhǎng)效緩釋，為土壤補(bǔ)充所需的有效礦物質(zhì)養(yǎng)分，同時(shí)改善其保水、保使之長(zhǎng)效緩釋，為土壤補(bǔ)充所需的有效礦物質(zhì)養(yǎng)分，同時(shí)改善其保水、保肥功能，實(shí)現(xiàn)了鐵尾礦的化害為利，變廢為寶。肥功能，實(shí)現(xiàn)了鐵尾礦的化害為利，變廢為寶。 鐵礦尾砂生產(chǎn)礦物肥：鐵礦尾砂生產(chǎn)礦物肥：四、尾礦制取礦物復(fù)合肥的研究u磷肥和鎂肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廣泛使用的化學(xué)肥料，如果能以磷礦浮選尾礦為磷肥和鎂肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廣泛使用的化學(xué)肥料，如果能以磷礦浮選尾礦為原料生產(chǎn)磷鎂肥產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行綜合利用，不僅可以減少資源浪費(fèi)，還能避免原料生產(chǎn)磷鎂肥產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行綜合利用，不僅可以減少資源浪費(fèi)，還

23、能避免尾礦堆積占用土地及對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的二次利用。尾礦堆積占用土地及對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的二次利用。 磷礦浮選尾礦制備磷鎂復(fù)合肥：磷礦浮選尾礦制備磷鎂復(fù)合肥：u磷礦浮選尾礦礦漿經(jīng)過(guò)濃磷礦浮選尾礦礦漿經(jīng)過(guò)濃密沉降分離得到密沉降分離得到w（H2O）為）為 40 50的浮選尾礦與的浮選尾礦與硫磷混酸在混合反應(yīng)器中反硫磷混酸在混合反應(yīng)器中反應(yīng)，得到的反應(yīng)物料經(jīng)固化、應(yīng)，得到的反應(yīng)物料經(jīng)固化、干燥后得磷鎂肥產(chǎn)品?；旌细稍锖蟮昧祖V肥產(chǎn)品?；旌戏磻?yīng)器產(chǎn)生的含氟尾氣經(jīng)水反應(yīng)器產(chǎn)生的含氟尾氣經(jīng)水吸收后回收利用。吸收后回收利用。四、尾礦制取礦物復(fù)合肥的研究磷礦浮選尾礦制備磷鎂肥的流程磷礦浮選尾礦制備磷鎂

24、肥的流程 研究意義研究意義：1.礦物肥里面含有眾多的有益元素、細(xì)胞復(fù)活素等養(yǎng)分，可以很快降礦物肥里面含有眾多的有益元素、細(xì)胞復(fù)活素等養(yǎng)分，可以很快降解因過(guò)施肥而產(chǎn)生的肥害，并使之轉(zhuǎn)化為有效肥力。解因過(guò)施肥而產(chǎn)生的肥害，并使之轉(zhuǎn)化為有效肥力。2.長(zhǎng)期使用礦物肥可以涵養(yǎng)土地，培肥地力，使作物健康生長(zhǎng)，產(chǎn)量長(zhǎng)期使用礦物肥可以涵養(yǎng)土地，培肥地力，使作物健康生長(zhǎng)，產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益也隨之提高。大幅增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益也隨之提高。3.以尾礦為原料生產(chǎn)礦物肥，在解決礦山企業(yè)尾礦的堆積問(wèn)題的同時(shí)，以尾礦為原料生產(chǎn)礦物肥，在解決礦山企業(yè)尾礦的堆積問(wèn)題的同時(shí)，也解決了制約我國(guó)農(nóng)業(yè)耕地長(zhǎng)期使用化肥，造成的土壤嚴(yán)重板結(jié)

25、，制約農(nóng)也解決了制約我國(guó)農(nóng)業(yè)耕地長(zhǎng)期使用化肥，造成的土壤嚴(yán)重板結(jié)，制約農(nóng)作物的產(chǎn)量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了礦山企業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的雙豐收。作物的產(chǎn)量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了礦山企業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的雙豐收。四、尾礦制取礦物復(fù)合肥的研究1.針對(duì)京津冀地區(qū)霧霾較為嚴(yán)重、空針對(duì)京津冀地區(qū)霧霾較為嚴(yán)重、空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降。氣質(zhì)量嚴(yán)重下降。 “十三五十三五”規(guī)劃綱要規(guī)劃綱要提出：加大環(huán)境綜合治理力度，控制區(qū)域提出：加大環(huán)境綜合治理力度，控制區(qū)域煤炭消費(fèi)總量，大力推進(jìn)污染物達(dá)標(biāo)排放煤炭消費(fèi)總量，大力推進(jìn)污染物達(dá)標(biāo)排放和總量減排；和總量減排；2.作為環(huán)京津重工業(yè)省份，省政府提作為環(huán)京津重工業(yè)省份，省政府提出到出到2020年全省實(shí)現(xiàn)年全省實(shí)

26、現(xiàn)PM2.5濃度較濃度較2013年年下降下降40%。自。自2014年年7月月1日起，我國(guó)對(duì)燃日起，我國(guó)對(duì)燃煤鍋爐二氧化硫排放濃度進(jìn)行限值，限值煤鍋爐二氧化硫排放濃度進(jìn)行限值，限值為為300mg/m3。五、堿渣制備脫硫劑 研究背景：研究背景： 堿渣山堿渣山我國(guó)能源消費(fèi)以煤炭為主，保持我國(guó)能源消費(fèi)以煤炭為主，保持在在60%以上；以上；而煤炭燃燒導(dǎo)致大氣污染，其中而煤炭燃燒導(dǎo)致大氣污染，其中包括：包括：每燃燒每燃燒1t標(biāo)準(zhǔn)煤會(huì)排放標(biāo)準(zhǔn)煤會(huì)排放SO2約約14kg；由由SO2的大量排放所引起的危的大量排放所引起的危害：害：五、堿渣制備脫硫劑 90%的二氧化硫；的二氧化硫； 70%的氮氧化物與一氧化碳；的

27、氮氧化物與一氧化碳； 60%的煙塵的煙塵； 80%的二氧化碳的二氧化碳。誘發(fā)各種呼吸道疾??；誘發(fā)各種呼吸道疾??；形成酸雨。形成酸雨。我國(guó)純堿行業(yè)的區(qū)域分布：我國(guó)純堿行業(yè)的區(qū)域分布：我國(guó)我國(guó)2013年純堿行業(yè)產(chǎn)量年純堿行業(yè)產(chǎn)量百分比超過(guò)百分比超過(guò)10%的省份有：河的省份有：河北、山東、河南和江蘇，其中北、山東、河南和江蘇，其中河北省占全國(guó)的河北省占全國(guó)的10.6%。唐山三友堿廠的年產(chǎn)量約唐山三友堿廠的年產(chǎn)量約占河北省年產(chǎn)量的占河北省年產(chǎn)量的77.8%。2013年中國(guó)純堿年中國(guó)純堿(碳酸鈉碳酸鈉)行業(yè)產(chǎn)量區(qū)域集中度分析行業(yè)產(chǎn)量區(qū)域集中度分析五、堿渣制備脫硫劑13.4%堿渣制備濕式煙氣脫硫劑的研究：

28、堿渣制備濕式煙氣脫硫劑的研究：凡是能與煙氣中的凡是能與煙氣中的SO2起化學(xué)或物理反應(yīng)，將起化學(xué)或物理反應(yīng)，將SO2從煙氣中脫除的物質(zhì)均有從煙氣中脫除的物質(zhì)均有作為脫硫劑使用的潛力。作為脫硫劑使用的潛力。以唐山三友堿渣成分分析為例，見(jiàn)下表以唐山三友堿渣成分分析為例，見(jiàn)下表。由此可以看出，受制備材料的影響，堿渣成分的種類很多，以鈣、氯、鎂由此可以看出，受制備材料的影響，堿渣成分的種類很多，以鈣、氯、鎂等元素居多；堿渣溶液等元素居多；堿渣溶液pH為為12左右，因此可制備脫硫劑。左右，因此可制備脫硫劑。唐山三友堿渣化學(xué)成分分析表唐山三友堿渣化學(xué)成分分析表五、堿渣制備脫硫劑成成分分CaCO3Ca（OH）2CaCl2CaSO4MgCl2Mg（OH）2NaClKClFe2O3Al2O3鹽水不溶物鹽水不溶物（不含（不含SiO2）SiO2水分水分干干樣樣/%53.16.012.52.34.77.06.30.080.81.92.01.1濕濕樣樣/%26.32.976.21.12.33.53.10.040.41.01.00.5450.5實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室堿渣制備液體