一种胶磷矿化学脱镁新方法与流程

本发明属于矿产资源综合应用技术领域，具体地说是一种胶磷矿化学脱镁新方法。

背景技术：

磷矿是一种战略资源，广泛用于国民经济的各个领域。我国的磷矿“丰而不富”，平均的品位仅有17％～18％左右，现阶段一般选用反浮选脱镁，但反浮选脱镁的同时，产生大量的浮选尾矿。据统计，对于23％p2o5左右的胶磷矿，每生产一吨磷精矿，将产生0.30～0.350吨左右的尾矿。目前，磷尾矿大多堆存在尾矿库，不仅占用大片土地，损失其中大量的有用成份，还造成水土流失，河道淤塞，水质污染，生态环境破坏。虽然中国专利数据库中有一些涉及磷矿脱镁方法的报道，如“磷矿除镁方法”，磷肥与复肥，1993；“磷矿净化脱镁的研究”，四川化工，2005年；cn100392124c《高镁磷矿中回收镁的工艺方法》。这些方法虽然可以脱除磷矿中的镁，但不能提高磷矿的品位，对于中低品位磷矿，很难得到湿法磷酸要求的磷精矿。再如：cn102653408a《一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法》、cn102674407a《一种利用高镁磷尾矿生产轻质氧化镁的方法》等，但由于有能耗高、二次污染等问题，在工业生产中很难应用。

技术实现要素：

本发明提供一种胶磷矿化学脱镁新方法，目的是至少克服上述一种技术缺陷，节约资源、环保，并提高磷精矿品位。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种胶磷矿化学脱镁新方法，包括：包括如下步骤

s1、在搅拌下以胶磷矿打浆，并添加盐酸、氯化铵，离心获得co2、磷精矿和含钙、镁、磷的混合液a；

s2、一方面，将获得的一部分混合液a用于步骤s1中胶磷矿打浆用，剩余部分混合液a与氯化铵混合后，调节ph、结晶、离心分离获得氮镁磷肥和析磷、镁的混合液b；另一方面，将步骤s1中产生的co2气体通入氨水中获得含氨水的碳酸铵溶液，备用；

s3、将混合液b浓缩、冷却、离心分离获得氯化铵镁和析镁的滤液；

s4、按co3^2-/ca²⁺摩尔比为1:0.9～1.1将步骤s2获得的碳酸铵溶液加至步骤s3获得的滤液中，调节ph、离心分离，获得轻质碳酸钙和氯化铵溶液；

s5、将步骤s4获得的氯化铵溶液减压浓缩、冷却至室温，离心分离获得氯化铵晶体和氯化铵残液，且将获得的氯化铵残液返回至步骤s1的混合液a中。

优选地，步骤s1中，在添加完混合液a、氯化铵以及盐酸后任意温度下反应30～40min，获得co2、磷精矿和混合液a。

优选地，步骤s2中，氨水:co2的物质的量比为1:1.0～1.5。

优选地，步骤s2中，用浓度为20～28％氨水溶液调节ph为5～6，搅拌10～30min结晶，之后离心获得氮镁磷肥和析磷、镁的混合液b。

优选地，步骤s3中减压浓缩至浓缩比为50～65％，冷却到25～35℃结晶再离心分离。

优选地，步骤s4调节ph值至6～7，搅拌5～10min。

优选地，步骤s5中减压浓缩的浓缩比为45～50％。

本发明的一种胶磷矿化学脱镁新方法，其优点是：

1、该胶磷矿化学脱镁新方法，无尾矿产生，不需要尾矿库，解决了磷尾矿占用土地资源、污染环境的问题，无废渣排放，具有良好的经济效益和重要的环保意义；

2、革除了干法脱镁的蒸铵过程，降低了能源消耗，达到的氮镁磷肥是一种缓释肥料，氯化镁氨可以作为氯基复合肥的原料，轻质碳酸钙的质量好。资源利用率高，磷尾矿中的磷、钙和镁全部利用生产工业产品，实现了真正意义上的清洁生产；

3、发明所用原料除利用难以消耗的副产盐酸和氨水外，无需其他原料，主要原料盐酸为负成本，因此成本低，且操作简单，符合磷化工生产需求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种胶磷矿化学脱镁新方法的立体结构示意图；

图2为实施例一的主要工艺流程图；

图3为实施例二的主要工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明技术方案的原理是：原矿中的白云石与盐酸反应的速度比磷灰石与盐酸反应的速度快得多，当白云石反应基本结束时，磷灰石才开始反应，这是由于溶液中有铵离子和氨同时存在，形成相应的缓冲体系，保证ph值在1～3，减缓了盐酸与磷灰石的反应，使磷进入溶液的量减少，在保证脱镁达到要求时提高了磷精矿的回收率。同时在用氨水调节ph5～6时，在nh4⁺-nh3.h2o缓冲体系，不会产生cahpo4和mghpo4沉淀。由于nh4⁺和mg²⁺的量大大高于po4^3-的量，因此生成磷酸铵镁沉淀，即氮镁磷肥，能使磷完全沉淀。混合液b减压浓缩，冷却到25～30℃结晶,使大部分镁离子以氯化铵镁结晶析出，与cacl2和氯化铵分离，得到析镁的滤液。按co3^2-/ca²⁺mol比为1:0.9～1.1加入碳酸铵溶液，得到轻质碳酸钙和氯化铵溶液。得到的氯化铵溶液继续浓缩，得到氯化铵晶体和氯化铵残液。氯化铵残液返回系统。

以下实施例中磷矿选自湖北某公司，其主要元素的化学组成如下：

实施例一(如图2所示)：

s1、取1280g自来水置于3000ml三口烧瓶中，加入20.5g氯化铵固体，在搅拌下加入1000g胶磷矿，再以21.7ml/min的速度自滴液漏斗滴加772ml30％的盐酸，反应35min，磷矿浆离心分离获得co2、磷精矿和含钙、镁、磷的混合液a；

获得的磷精矿用280ml水洗涤，洗涤液并入母液，烘干得：688g。

s2、一方面，将获得的1000ml混合液a用于步骤s1中胶磷矿打浆用，剩下混合液a转入2000ml烧杯中，在搅拌下加入含nh4cl0.664mol氯化铵残液(625ml)后，用浓度为28％氨水溶液调节ph为5.6，搅拌20min结晶，离心分离后得到氮镁磷肥和析磷、镁的混合液b；

将获得的氮镁磷肥烘干，得到60.27g；

另一方面，将步骤s1中产生的co2气体通入408g28％的氨水溶液中，继续搅拌5min，获得含氨水的碳酸铵溶液，备用；

s3、将混合液b减压浓缩到浓缩比55％，冷却到30℃结晶，离心分离，得到氯化铵镁和析镁的滤液；

将获得的氯化铵镁烘干，得到166g；

s4、将190ml碳酸铵溶液加至步骤s3获得的滤液中，控制溶液的ph7，搅拌8min，离心分离，得到轻质碳酸钙和氯化铵溶液；

轻质碳酸钙烘干得130.6g；

s5、将步骤s4获得的氯化铵溶液减压浓缩到浓缩比为45％、冷却至室温，离心分离获得氯化铵晶体70g和氯化铵残液；将获得的氯化铵残液返回至步骤s1的混合液a中。

实施例二(如图1、图3所示)：

与实施例一不同之处在于：

步骤s1中，三口烧瓶中加入280ml含20.5g氯化铵的溶液同时加入1000g混合溶液a，并在搅拌下加入1000g磷矿；

获得烘干的磷精矿760.7g；

步骤s2中，获得烘干的氮镁磷肥64g。

步骤s3中，获得烘干的氯化铵镁176g；

步骤s4中，获得烘干的轻质碳酸钙138.96g；

步骤s5中，获得烘干的氯化铵晶体74g。

对比实施例一和实施例二可知：

说明使用本发明的方法，在有效降低能耗的基础上，使得磷尾矿中的磷、钙和镁等有效利用，实现了清洁生产；再者，该方法中使用的主要原料盐酸为负成本，使得该方法实现过程中成本低廉，且操作简单，又符合磷化工生产需求，适于推广。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。