一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳酸钙的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机化工技术领域，尤其涉及一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含 镁碳酸钙的工艺。
【背景技术】
[0002] 我国磷矿储量位居世界第二，但与世界有关国家相比，在矿石质量、可选性和磷矿 石开采等方面都有较大差距，可供加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，只有40. 54亿 吨，低品位矿多，其中P2O5质量分数大于30%的富矿仅为11. 08亿吨，中国磷矿P2O5平均质 量分数为17%左右，绝大部分磷矿必需经过富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求， 按照目前开采磷矿石速度，如果全部用质量分数为30%的富矿仅能维持10年左右，经济储 量仅能维持40年左右，未来将被迫开采成本更高的中低品位磷矿。
[0003] 上述的中低品位磷矿是指P2O5含量低于30 %的磷矿，需要经过选矿得到磷 精矿粉。选矿的目的是脱除磷矿中的脉石矿物。磷矿中碳酸盐脉石主要是白云石 (CaCO3 ?MgCO3)、方解石（CaCO3)和氟磷灰石（Ca5F(PO4) 3)，在磷矿选矿中一般采用反 浮选，该工艺目前比较成熟，可以使排出的尾矿P2O5S10%，MgO彡15%。如专利号为 CN201410525643.8的发明专利：一种盐酸分解磷矿部分脱钙生产高浓度氯基复合肥的方 法，其工艺过程包括：A)磷矿酸解；B)酸解液脱氟、部分脱钙；C)氨化；D)浓缩；E)加钾造 粒得到高浓度氯基复合肥。其得到产品产品为磷石膏、高浓度氯基复合肥和尾矿（矿渣）。 我国瓮安、福泉等地建成大规模的浮选厂，但是其排出的尾矿堆存需占用土地，处理起来非 常困难。目前用硝酸铵预处理中低品位磷矿制磷精矿及含镁碳酸钙的方法还未见报道。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳 酸钙的工艺，其技术方案包括以下步骤：
[0005] (1)将中低品位磷矿在900~IKKTC下煅烧，得到煅烧料和二氧化碳；
[0006] (2)煅烧料加入硝酸铵溶液在搅拌状况下进行浸取，产生氨气，过滤分离得到浸 出液A、浸出渣A，浸出渣A通过水洗后干燥得到磷精矿；
[0007] (3)向浸出液A中加入碳酸铵溶液并搅拌，过滤分离得到浸出液B和沉淀渣B，浸 出液B为硝酸铵溶液，沉淀渣B通过干燥得到含镁碳酸钙。
[0008] 进一步的，所述的步骤（3)的碳酸铵溶液为步骤（1)释放的二氧化碳与步骤（2) 释放的氨气用水吸收的产物。
[0009] 进一步的，所述的步骤（2)的硝酸铵的浓度为10~50%。
[0010] 进一步的，所述的步骤（3)的碳酸铵的浓度为10~35%。
[0011] 进一步的，所述的步骤⑵的浸取温度为60~100°C，反应时间为30~120min。
[0012] 进一步的，所述的步骤（3)温度控制在20~25°C，反应时间控制在30~90min。
[0013] 进一步的，所示的浸出渣A的水洗液回用到步骤（2)中。
[0014] 进一步的，所述的沉淀渣B在干燥前经过水洗，水洗液混入浸出液B中。
[0015] 进一步的，所述的步骤（3)得到硝酸铵溶液回用到步骤（2)中。
[0016] 本发明的有益效果在于：
[0017] 1、本发明以中低品位磷矿为主要原料制备磷精矿，破除原有的采用两次反浮选富 集磷精矿的工艺，在900~1100°C的温度下煅烧，使得方解石和白云石分解，含有五氧化二 磷的化合物不分解，通过硝酸铵液浸取得到磷精矿，且能有效地对中低品位磷矿中的磷、钙 和镁进行回收利用，具有良好的经济效益，同时，该方法不产生尾矿，有效解决了尾矿大量 堆积而带来的大量土地被占用以及环境污染等问题。
[0018] 2、本发明对中低品位磷矿的煅烧料不经过水消化处理，使氧化钙、氧化镁与硝酸 铵反应生成硝酸钙、硝酸镁和氨气，使得煅烧料中的氧化钙和氧化镁与磷精矿能有效地分 离，提高了磷精矿的五氧化二磷含量。
[0019] 3、本发明对中低品位磷矿的煅烧料先经过硝酸铵浸取后，滤液与碳酸铵反应，使 得溶液中的钙、镁元素能够充分形成碳酸钙、碳酸镁沉淀，保证了滤液中的钙、镁得到充分 利用。
[0020] 4、本发明工艺中，得到的磷精矿和含镁碳酸钙都经过水洗，进一步地减少了磷精 矿和含镁碳酸钙的杂质。
[0021] 5、本发明工艺中，使用的碳酸铵溶液为步骤（1)煅烧产生的二氧化碳与步骤（2) 产生的氨气在水中反应得到的溶液，不仅减少了原料的成本，同时使该工艺产生的气体得 到充分利用，避免了资源的浪费和环境污染。
[0022] 6、本发明在生产过程中，对废液进行了回收利用，大大的降低了生产成本，减少了 向外排放污水以及固体废弃物，具有显著的环保意义。
[0023] 本发明得到的磷精矿产品中，磷精矿中的五氧化二磷含量在35%以上，氧化镁含 量小于0. 5%。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。实施例 仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已 有技术，在此不做详细描述。
[0026] 本实施例采用的中低品位磷矿为瓮福磷矿作为试验对象，各具体含量如下：
[0027] 表1瓮福中低品位磷矿组成
[0028]
[0029] 实施例一
[0030] 本发明提供的一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳酸钙的工艺，工艺流程 如图1所示，包括以下步骤：
[0031] (1)将100g中低品位磷矿在900~1100°C下煅烧（工厂生产为中低品位磷 矿与无烟煤混合煅烧）；得到煅烧料和二氧化碳，通过研宄表明，中低品位磷矿中白云石 (CaCO3 ^MgCO3)、方解石（CaCO3)和氟磷灰石（Ca5F(PO4) 3)，其中白云石和方解石在750°C以 上的高温就开始分解，反应式如下：
[0032] CaCO3 ?MgCO3=Ca0+Mg0+2C0 2
[0033] CaCO3=CaCHCO2
[0034] 同时氟磷灰石（Ca5F(PO4)3)的分解温度为1650°C，在900~1100°C的范围内不会 分解；
[0035] (2)煅烧料加入硝酸铵溶液在搅拌条件下进行浸取，产生氨气，过滤分离得到浸出 液A和浸出渣A;其反应为：
[0036] Ca0+2NH4N03=Ca(NO3) 2+H20+2NH3
[0037] Mg0+2NH4N03=Mg(NO3) 2+H20+2NH3
[0038] 为了保证反应充分进行，所述的硝酸铵浓度控制在10%，加入量为600ml，浸取温 度控制在l〇〇°C，反应时间控制在30min。
[0039] 浸出渣A的主要成分是氟磷灰石（Ca5F(PO4)3),通过水洗后，干燥得到磷精矿，水 洗液加入本步骤中；
[0040] (3)向浸出液A中加入碳酸铵溶液并搅拌，过滤分离得到浸出液B和沉淀渣B，其 反应式如下：
[0041] Ca(NO3) 2+ (NH4) 2C03 =CaCO3+2NH4N03
[0042] Mg(NO3) 2+ (NH4) 2C03 =MgCO3++2NH4N03
[0043] 浸出液B为硝酸铵溶液，回用到步骤（2)中，浸出渣为碳酸钙和碳酸镁的混合物， 通过干燥得到含镁碳酸钙；
[0044] 为了使反应充分地进行，所述的碳酸铵的浓度为10%