[发明专利]一种基于胶磷矿尾矿的除磷材料及其制备和应用方法

权利要求书

1.一种基于胶磷矿尾矿的除磷材料，其特征在于：所述除磷材料是将胶磷矿尾矿砂高温热活化后，再经成型固结所获得的颗粒状材料；或所述除磷材料是将胶磷矿尾矿砂与煅烧白云石按照质量比1:3～3:1混合均匀后，再经成型固结所获得的颗粒状材料。

2.根据权利要求1所述的基于胶磷矿尾矿的除磷材料，其特征在于：所述胶磷矿尾矿砂的矿物组成质量百分比为：磷灰石5-35％、碳酸盐矿物20-90％、石英1-40％、其他矿物和杂质0-10％。

3.根据权利要求1所述的基于胶磷矿尾矿的除磷材料，其特征在于：所述除磷材料的物相组成质量百分比为：磷灰石5-35％、碳酸盐10-80％、氧化镁或氢氧化镁10-20％、石英1-40％、其他矿物和杂质0-10％。

4.根据权利要求1或2所述的基于胶磷矿尾矿的除磷材料，其特征在于：所述高温热活化的温度为600-900℃。

5.一种权利要求1～4中任意一项所述基于胶磷矿尾矿的除磷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将所述胶磷矿尾矿砂投入到煅烧炉中，于600-900℃煅烧，获得煅烧后粉体；

(2)在所述煅烧后粉体中加入占粉体质量30-50％的水，然后成型为所需形状，再在饱和湿度、常温条件下堆存，利用空气或废气中的CO₂进行碳酸化，使氢氧化钙转变为方解石、氧化镁部分水化转变为氢氧化镁并实现固结；堆存至颗粒强度不低于30N，即获得目标产物基于胶磷矿尾矿的除磷材料；

或者，在所述煅烧后粉体中加入占粉体质量30-50％的水，然后挤压成片状或板状，再在饱和湿度、常温条件下堆存10-30d，利用空气中或废气中的CO₂进行碳酸化，使氢氧化钙转变为方解石、氧化镁部分水化转变为氢氧化镁并实现固结；对所得固结材料破碎、筛分至所需粒径，即获得目标产物基于胶磷矿尾矿的除磷材料。

6.一种权利要求1～4中任意一项所述基于胶磷矿尾矿的除磷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将胶磷矿尾矿砂与煅烧白云石粉分别过60目筛，然后按照质量比1:0.3-3混合均匀，获得混合物料；

(2)在所述混合物料中加水并搅拌均匀，使物料成为潮湿状，再成型为所需形状；

(3)将成型后材料在饱和湿度、常温条件下堆存，利用空气或废气中的CO₂进行碳酸化，使氢氧化钙转变为方解石、氧化镁部分水化转变为氢氧化镁并实现固结；堆存至颗粒强度不低于30N，即获得目标产物基于胶磷矿尾矿的除磷材料。

7.一种权利要求1～4中任意一项所述基于胶磷矿尾矿的除磷材料的应用方法，其特征在于：把所述的除磷材料铺设在水处理柱、处理池、人工湿地、农田排水沟渠中或者在河床构筑透水坝，将待处理的水以渗流方式流过所述除磷材料，所述除磷材料作为反应活性多孔介质材料缓慢释放钙离子和羟基，使水溶液中钙离子浓度维持在10mg/L以上、pH值在8.5以上，促使材料中磷灰石次生加大生长，从而消除水中低浓度磷，达到Ⅲ类地面水体标准。

8.一种权利要求1～4中任意一项所述基于胶磷矿尾矿的除磷材料的应用方法，其特征在于：将所述的除磷材料与粒径不大于5mm的天然硬石膏颗粒物按照质量比1:0.3-3混合均匀后，获得复合除磷材料；将所述复合除磷材料铺设到水处理柱、处理池、人工湿地、农田排水沟渠中或者在河床构筑透水坝，将待处理的水以渗流方式流过所述复合除磷材料，所述复合除磷材料作为反应活性多孔介质材料缓慢释放钙离子和羟基，使水溶液中钙离子浓度维持在10mg/L以上，pH值在8.5以上，促使材料中磷灰石次生加大生长，从而消除水中低浓度磷，达到Ⅲ类地面水体标准。