一种提高中低品位磷矿品质及回收钙镁的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磷矿加工处理技术领域，尤其涉及一种提高中低品位磷矿品质及回收 钙镁的处理方法。
【背景技术】
[0002] 我国磷矿贮量居世界第二位，但贮量的80%左右是中低品位磷矿，其中多为难选 的中低品位胶磷矿，矿物颗粒细、嵌布紧密，伴生镁等杂质较高，它会降低磷矿石的品位，增 大磷矿湿法处理时的硫酸消耗，影响磷酸及磷酸盐深加工及产品的质量。传统中对于中低 品位的磷矿进行预处理之后，再进行下一步产品的生产，以此来降低磷矿中镁等杂质的含 量，进而达到纯化磷矿的目的，改善磷矿的质量，降低后续对磷矿或者湿法磷酸利用磷矿的 难度和能耗；目前我国磷矿的选矿尤其是碳酸盐矿主要采用浮选、反浮选等方法，很难将 MgO的含量降到1%以下，而且P2O5的损失在5%以上。其中经一次反浮选和简单擦洗排出 尾矿含P 2O5彡15%，MgO彡10 %;经二次反浮选排出尾矿P2O5彡10%，MgO彡15%。因此， 常规的选矿方法不但磷损失大，而且其尾矿绝大部分堆存于尾矿库，存在较大环境风险。
[0003] 现有技术中，化学法预处理磷矿的研宄以硫酸法较多，虽然能够一定程度的解决 磷矿中的部分杂质，使得磷矿的品质得到改善和提高，但是其由于硫酸采用硫磺等原料生 产，而硫磺的市场价格较为昂贵，并且硫酸预处理磷矿之后，将会产生大量的磷石膏，而磷 石膏排放在自然环境中将会造成环境的严重污染，而硫酸预处理后的磷矿的品质提高仍然 受限；并且处理过程中，由于硫酸钙形成微溶物之后，使硫酸难以进行返回循环利用，进而 造成在进行磷矿预处理过程中的成本较大。CN85107209公开了一种低品位钙质磷矿化学分 离法，将磷矿焙烧后采用氯化铵和硝酸铵混合浸取的方式分离镁，为提高低品位磷矿的品 质以及副产物回收利用提供了一种处理方式，但是在工程应用中，由于氯化铵中的氯离子 以及硝酸根会对不锈钢设备进行腐蚀，很难进行大量和持续性的处理，故而对设备的材质 有很高要求，而不能广泛和经济的应用到实际工业化生产中。
[0004] 为此，本研宄人员通过对磷矿中镁元素存在的形式进行分析与探讨，并对传统的 磷矿预处理的工艺进行比较，采用硝酸铵和硝酸溶液进行组合处理，再用硫酸铵对磷矿进 一步脱镁处理，从而提高磷矿的品质，改善磷矿的质量。目前对于采用硝酸铵与硝酸复合浸 取提高中低品位磷矿品质，以及有效回收钙镁的处理方法还未见文献报道，这为中低品位 磷矿的脱镁预处理以及回收钙镁、增加产品附加值提供了一种新思路。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种提高中低品位磷矿品质及回收钙镁的处理方法，其制备工艺步骤 简单，消耗的处理液可以循环利用，无废气、废液、废渣的排放，并且能够将磷矿的五氧化二 磷的含量提高到38%以上，将磷矿精粉中镁含量降低至<0.5%，从而提高中低品位磷矿 的品质，降低后续磷矿进行湿法磷酸等深加工成本和难度，同时获得氧化镁和碳酸钙产品， 提高了中低品位磷矿利用的附加值。
[0006] 具体技术方案如下：
[0007] -种提高中低品位磷矿品质及回收钙镁的处理方法，包括以下步骤：将中低品位 磷矿高温煅烧、热水消化；消化后的料浆加入硝酸铵溶液和硝酸溶液，搅拌浸取，分离，获得 硝酸铵浸出渣和硝酸铵浸出液；将硝酸铵浸出渣用硫酸铵溶液搅拌浸取，浸取后的混合液 分离，获得滤渣和硫酸铵浸取液，滤渣烘干，即得低镁磷精矿；将煅烧产生的二氧化碳与浸 取过程中产生的氨气采用水吸收处理，获得碳酸铵溶液，然后与硫酸铵浸取液混合，搅拌反 应后分离，滤饼烘干后煅烧，即得氧化镁；硝酸铵浸出液与碳酸铵溶液混合，搅拌反应后分 离，滤饼烘干，即得碳酸钙。
[0008] 进一步地，一种提高中低品位磷矿品质及回收钙镁的处理方法，包括以下步骤：
[0009] (1)煅烧消化：将中低品位磷矿置于煅烧炉中，高温煅烧、热水消化；
[0010] ⑵硝酸铵浸取：将煅烧后的磷矿置于浸取槽中，加入浓度为10% -50 %的硝酸铵 溶液和5% -90 %的硝酸溶液，搅拌浸取；
[0011] (3)分离：将步骤（2)浸取处理后的料浆进行过滤、洗涤，获得浸出渣和浸出液；
[0012] (4)硫酸铵浸取：将浸出渣用10-40%的硫酸铵溶液搅拌浸取；浸取后的混合液过 滤、洗涤，获得滤渣和硫酸铵浸取液；滤渣烘干，获得低镁磷精矿；
[0013] (5)吸收：将步骤（1)煅烧产生的二氧化碳与步骤（2)、（4)浸取过程中产生的氨 气通入到吸收塔中，采用水吸收处理，获得碳酸铵溶液；
[0014] (6)将步骤（5)获得的碳酸铵溶液与步骤（4)获得的硫酸铵浸取液混合，搅拌反 应，反应液过滤、洗涤，滤液和洗涤液混合后返回硫酸铵浸取步骤中循环使用；滤饼烘干后 煅烧，即得氧化镁；
[0015] (7)将步骤（3)获得的浸出液加入浓度为10-35%的碳酸铵溶液，搅拌反应；反应 后的混合液过滤、洗涤，滤液和洗涤液混合后返回硝酸铵浸取步骤中循环使用；浸取后的滤 饼烘干，即得碳酸钙。
[0016] 前述的一种提高中低品位磷矿品质及回收钙镁的处理方法，其中：
[0017] 所述步骤（2)中硝酸铵的用量为按照每100g磷矿加入80-120g(折100%硝酸铵， 下同），硝酸溶液的加入量为按照每100g磷矿加入2-15g (折100%硝酸，下同），在60-85°C 的温度下搅拌浸取50-80min。
[0018] 所述步骤⑷中硫酸铵用量为按照每100g磷矿加入SO-100g(折100%硫酸按，下 同），在80-90°C的温度下搅拌浸取50-70min。
[0019] 所述步骤（6)中碳酸铵的用量为按照每100g磷矿加入100-125g(折100%碳酸 铵，下同），在50-80°C的温度下搅拌反应50-70min。
[0020] 所述步骤(6)中的碳酸铵溶液在反应前先调整浓度为10-35 %。
[0021] 所述步骤（7)中碳酸铵的用量为按照每100g磷矿加入100-150g(折100%碳酸 铵，下同），在50-80°C的温度下搅拌反应50-70min。
[0022] 所述步骤（1)中高温煅烧处理温度为900-1100°C，时间为0.5-1.5h;水消化处理 中热水温度为60-80°C，水的用量为每100g磷矿采用40-60ml水。
[0023] 所述步骤（2)、（4)、（6)、（7)中的搅拌是使处理物质充分悬浮于处理液中。
[0024] 所述步骤（3)、（4)、（6)、（7)中的洗涤为将沉淀采用每100g磷矿用20-40ml的水 洗绦。
[0025] 所述步骤（4)、（6)、（7)中的烘干是在温度为100_120°C烘干彡lh。
[0026] 上述利用硝酸铵溶液和硝酸溶液复合浸取中低品位磷矿的方案中，可以采取将硝 酸铵溶液先加入到磷矿中，然谷再将硝酸溶液加入其中；或者将硝酸溶液和硝酸铵溶液进