一种利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及磯尾矿的回收利用技术领域，具体来说，设及一种利用磯尾矿制备磯 酸锭巧儀和硝酸锭巧儀的方法。
【背景技术】
[0002] 磯尾矿是磯矿浮选精矿时排出的未能加W利用的固体废料。我国磯矿石原矿的品 位均不高，造成了磯化工行业在磯矿浮选精矿时都要向外排放大量的磯尾矿，每产3吨磯 精矿，要排放1吨磯尾矿，磯尾矿的大量堆积，不仅占用大量的±地，而且还会带来环境污 染。随着我国磯化工产业的不断发展和社会需求的不断增加，磯产品的需求也随着增加，磯 尾矿的堆积问题越来越严重。磯尾矿在受到浸蚀时，W及尾矿中某些可迁移元素发生化学 迁移时，将会对大气和水±造成严重的污染，严重的会导致±地退化，植被遭到破坏，威胁 到人畜的安全。我国目前被磯尾矿污染的±地面积高达百万亩。
[0003] 由于各地的磯矿组成成分不同，磯尾矿的成分差异较大，贵州地区磯尾矿的主要 成分是白云石（占磯尾矿的80%左右），其次还含有少量的磯灰石（占磯尾矿的15%左 右）。目前，我国对磯尾矿的利用主要体现在W下几个方面；第一，将磯尾矿用作制备建筑 材料的原料，建筑材料如水泥、加气混凝上W及微晶玻璃等，上述几种途径虽然能消耗一部 分磯尾矿，在一定程度上缓解了磯尾矿大量堆积的状况，但没有对磯尾矿进行充分的利用， 造成了磯尾矿中部分有用元素的浪费；第二，将磯尾矿进行二次浮选，对磯尾矿中的磯进一 步进行利用，可有效降低磯尾矿中的磯含量，但对磯尾矿中磯的利用率依然偏低，且不能 从根本上解决磯尾矿大量堆积的现状；第=，采用硫、磯混酸分解磯尾矿制备磯儀肥，该种 方法虽然能解决部分磯尾矿的利用问题，但其要消耗大量的硫酸和磯酸去制备磯儀肥，采 用现有技术制得的磯儀肥肥效欠佳。
[0004] 申请号为201410595486. 8,发明名称为一种制备高纯度氨氧化儀的方法，W工业 硝酸溶液和磯肥厂含酸废水按一定比例混合后萃取磯尾矿渣，过滤掉酸不溶物后的萃取液 进行一段中和，过滤后滤液进行二段中和过滤分离后烘干制得氨氧化儀产品。该工艺利用 磯肥厂的废水，减少酸耗，降低生产成本，且制得的氨氧化儀纯度较高。但是，该种方法仅回 收利用了磯尾矿中的儀，对磯尾矿中的其他有用元素未进行充分利用，造成了磯尾矿中有 用元素如磯和巧的浪费。
[0005] 综上所述，研发出一种能够充分将磯尾矿中的有用元素进行回收利用的技术，具 有重要的经济意义和环保意义。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用磯尾矿制备磯酸锭巧儀和硝酸锭巧儀的 方法，W解决磯尾矿大量堆积，造成大量上地被占用，带来环境污染，导致上地退化，植被遭 到破坏，威胁到人畜安全的问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的发明人针对磯尾矿的特性，对磯尾矿的综合利用 途径进行深入的开发研究，经过长期的研究和不断的试验，得出如下的技术方案：
[0008]-种利用磯尾矿制备磯酸锭巧儀和硝酸锭巧儀的方法，包括W下步骤：
[0009] (1)酸解；先将硝酸溶液加入到反应槽中，调节温度为50~60°C后保持恒温，加入 磯尾矿，揽拌反应1~化，得反应料液，其中，硝酸溶液和磯尾矿的质量比为（2~3) ;1;
[0010] (2)过滤、洗漆；将反应料液进行过滤，得酸解液和酸解渣，将酸解渣进行洗漆，得 残渣和洗液；
[0011] (3)中和；将氨水加入到酸解液中，调节混合液的抑值为6. 2~6. 8,并调节反应 温度为70~90°C，揽拌反应30~60min后，停止加热和揽拌，将反应料液进行过滤，得中和 液和滤渣，将滤渣烘干后，得磯酸锭巧儀；
[0012] (4)造粒；将中和液采用100~150°C的温度浓缩至浓度为94~97%后，再送入 造粒机中造粒，即得硝酸锭巧儀。
[0013]所述磯尾矿中氧化巧含量为30~45%，氧化儀含量为11~20%，五氧化二磯的 含量为5~12%。
[0014]优选地，所述磯尾矿中五氧化二磯含量为7. 1~8. 3 %、氧化巧含量为33. 4~ 35. 7%、氧化儀含量为17. 7~18. 6%。
[0015]所述硝酸溶液溶液的浓度为40~70 %。
[0016] 所述氨水的浓度为20~30%。
[0017] 所述步骤（1)中，采用氨水用来吸收反应生成的二氧化碳气体，获得碳酸锭溶液。
[0018] 所述步骤（1)中，在加入磯尾矿时，要确保泡沫不溢出反应槽。
[0019] 所述步骤（2)中，将洗液返回酸解工序中。
[0020]所述磯酸锭巧儀为磯酸氨巧和磯酸锭儀的混合物，其中，五氧化二磯含量为19~ 21%，巧含量为13~15%，儀含量为8~9%，氮含量为6~8%。
[0021] 所述硝酸锭巧儀为硝酸锭、硝酸巧和硝酸儀的混合物，其中，巧含量为11~12%， 儀含量为5~6%，氮含量为17~19%。
[0022] 本发明的有益效果在于：
[0023]1、本发明W磯尾矿为主要原料来制备磯酸锭巧儀和硝酸锭巧儀，有效地对磯尾矿 中的磯、巧和儀进行回收利用，具有良好的经济效益。同时，该方法可对磯尾矿进行大批量 处理，有效解决了磯尾矿大量堆积而带来的大量±地被占用W及环境污染等问题。
[0024]2、本发明采用将磯尾矿缓慢加入到硝酸溶液中，有利于磯尾矿的充分溶解，并通 过硝酸溶液和磯尾矿用量的控制W及揽拌速度、反应温度的控制，使磯全部溶解到酸解液 中，且将酸解液中和至抑值为6. 2~6. 8,有利于将磯酸氨巧和磯酸锭儀过滤分离出去，使 得制备的磯酸锭巧儀中磯含量大大提高，氮和磯的含量超过20%，中量元素儀和巧的含量 为19~20%，该磯酸锭巧儀是一种非常好的复混肥，获得的硝酸锭巧儀中氮含量为18%W 上，硝态氮为16%W上，中量元素巧和儀的含量为15~17%，是一种较好的复混肥生产原 料。
[0025]3、本发明在生产过程中，对废气W及废液均进行了回收利用，大大的降低了生产 成本，而且大大减少了向外排放的污水W及固体废弃物，具有显著的环保意义。
[0026]4、本发明的工艺简单，操作方便，有利于推广使用。
[0027]下面W实验来验证本发明的有益效果：
[002引实验原料；
[0029] 磯尾矿、硝酸溶液、氨水。其中，磯尾矿中五氧化二磯含量为5. 64%、氧化巧含量 为33. 87%、氧化儀含量为18. 88%、氧化铁含量为0. 26%、氧化侣含量为0. 37%、氣含量为 0. 52% ;硝酸溶液的浓度为55% ;氨水的浓度为25~28%。
[0030] 实验设备：
[0031] 马弗炉、电子恒温揽拌器、玻璃烧杯、调温电热器、温度计、抽滤瓶、漏斗W及水喷 射器。
[00础实验步骤；
[003引 1)、取A、B、C和D四个容积为100血的烧杯，向四个烧杯中依次加入975g硝酸溶 液、1035g硝酸溶液、llOOg硝酸溶液W及1250g硝酸溶液，调节揽拌器的转速为3(K)r/min， 然后向四个烧杯中分别加入500g磯尾矿，加料时间为75min，在此过程中要确保泡沫不溢 出烧杯，并逐渐将转速增加至5(K)r/min，当物料自然升温至60°C后，调节电热功率使温度 保持在60°C，待物料反应60min后进行过滤和洗漆，得到酸解液与酸解渣，测定其化学成 分，如表1 ;
[0034]表 1
[00 巧]
【主权项】
1. 一种利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 酸解：先将硝酸溶液加入到反应槽中，调节温度为50~60°C后保持恒温，加入磷尾 矿，搅拌反应1~3h，得反应料液，其中，硝酸溶液和磷尾矿的质量比为（2~3) :1 ; (2) 过滤、洗涤：将反应料液进行过滤，得酸解液和酸解渣，将酸解渣进行洗涤，得残渣 和洗液； (3) 中和：将氨水加入到酸解液中，调节混合液的pH值为6. 2~6. 8,并调节反应温度 为70~90°C，搅拌反应30~60min后，停止加热和搅拌，将反应料液进行过滤，得中和液和 滤渣，将滤渣烘干后，得磷酸铵钙镁； (4) 造粒：将中和液采用100~150°C的温度浓缩至浓度为94~97%后，再送入造粒 机中造粒，即得硝酸铵钙镁。
2. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述磷尾矿中氧化钙含量为30~45%，氧化镁含量为11~20%，五氧化二磷的含量为 5 ~12%〇
3. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述硝酸溶液的浓度为40~70%。
4. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述氨水的浓度为20~30%。
5. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述步骤（1)中，采用氨水用来吸收反应生成的二氧化碳气体，获得碳酸铵溶液。
6. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述步骤（1)中，在加入磷尾矿时，要确保泡沫不溢出反应槽。
7. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述步骤（2)中，将洗液返回酸解工序中。
8. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述磷酸铵钙镁为磷酸氢钙和磷酸铵镁的混合物，其中，五氧化二磷含量为19~21%， 妈含量为13~15%，镁含量为8~9%，氮含量为6~8%。
9. 如权利要求1所述的利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其特征在 于，所述硝酸铵钙镁为硝酸铵、硝酸钙和硝酸镁的混合物，其中，钙含量为11~12%，镁含 量为5~6%，氮含量为17~19%。
【专利摘要】本发明公开了一种利用磷尾矿制备磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法，其是先将硝酸溶液加到反应槽中，接着加入磷尾矿，在一定的温度和转速下反应一段时间后，将获得的反应料液过滤和洗涤，获得残渣和酸解液，将氨水加到酸解液中调节pH值，在一定的温度和搅拌速度下反应一段时间后，将反应料液进行过滤，得中和液和滤渣，将滤渣烘干，得磷酸铵钙镁；将中和液浓缩后造粒，即得硝酸铵钙镁。本发明可用来对磷尾矿进行大批量处理，获得的磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁都是较好的复混肥生产原料。
【IPC分类】C05C13-00, C05B11-06
【公开号】CN104829271
【申请号】CN201510226291
【发明人】顾春光, 张钦, 张富强, 文焱炳, 卢玉莲, 张澜曦, 韩瑜, 张仁秀
【申请人】贵州省化工研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月6日