专利名称：一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法
技术领域：
本发明涉及化工技术领域，具体是一种从废弃物高镁磷尾矿中回收磷的方法。
背景技术：
磷矿是一种重要的矿物资源，主要用于生产磷酸和磷肥及磷酸盐产品。由于我国的磷矿大多数为中低品位磷矿，一般需要通过化学浮选选矿并富集成商品磷精矿。高镁磷尾矿是磷矿石通过浮选富集得到磷精矿后的副产品，其矿物物相主要为白云石和氟磷灰石，其P2O5含量为4% 8. 5%，MgO含量为15% 21%，属于高镁低品位磷矿。对于年产300 万吨磷精矿的选矿厂来说，每年产生约100万吨的高镁磷尾矿，含有约5 7万吨的P2O5, 相当于约20万吨的磷精矿的含磷量。长期以来，因为该尾矿含磷较低，通常被企业当作废弃物采用堆存方式进行处理，该尾矿中的磷资源被白白浪费，没有实现资源利用的最大化。 回收高镁磷尾矿中的磷资源，对提高资源的综合利用率具有重要意义。在中国专利数据库中涉及磷矿尾矿利用的申请件有例如200610018780. 8号《利用磷矿选矿后的含磷尾矿制取磷酸并副产建筑用砖的方法》、200810058958. O号《利用磷矿浮选副产尾矿直接制备磷镁肥料的方法》、200810124040. I号《一种磷矿尾矿砂的综合处理方法》、200910218353. 8号《一种利用磷矿浮选尾矿高炉法制备钙镁磷肥的方法》等等。这些方法虽各具特色，然而这些方法均没有高回收率的以磷精矿形式从磷尾矿中回收磷资源。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种从工业废弃物高镁磷尾矿中回收磷的方法，该工艺具有工艺流程短、反应易操作、磷回收率高的特点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法， 包括以下步骤组成
(1)将高镁磷尾矿在900 1200°C下煅烧，烧成煅白；
(2)将所述煅白与水按质量比I:4 40混合，在温度20 90°C下搅拌10 100 分钟，得到消化液；
(3)在所述消化液中补充水使消化液含固量在质量分数2% 15%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在20 35°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至
6.5 8. O时停止反应；
(4)停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离或旋液分离后得到该底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷矿，该含水磷矿经干燥后得到磷矿粉产品。上述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其中所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有P2O5为 2% 10%，MgO 为 15% 21%，CaO 为 28% 42%。上述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其中所述的含有二氧化碳的气体为体积分数 20% 100%的二氧化碳气体，可以是高镁磷尾矿煅烧时产生的二氧化碳气体。
上述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其中所述的磷矿粉产品以干基计P2O5含量为 25% 35%。上述一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法，磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到50% 90%。本发明具有如下特点
I、本发明变废为宝，回收利用了尾矿中的磷资源，实现了磷资源的利用最大化，适用于磷矿石开采与选矿企业。2、与现有技术相比，本发明采用化学和物理方法以高品位磷矿的形式从高镁磷尾矿中回收磷资源，得到的磷矿产品可以用于生产磷酸和磷肥，用途广泛。3、本发明从高镁磷尾矿中回收磷资源，回收率较高，回收的磷矿产品品位较高，经分离回收磷矿后的碳化液含有大量钙镁资源可以用于制备钙、镁相关产品和用于烟气脱硫等，本发明技术可推广应用高镁磷尾矿的大量处理。4、本发明技术基本无三废产生，实现资源的利用最大化，具有良好的经济效益和重要的的环保意义。
具体实施例方式本发明的具体实施过程如下
一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法，它包括以下步骤
1)煅烧将化学成分为P2052% 10%、MgO15% 21%、Ca028% 42%的高镁磷尾矿在 900 1200°C下煅烧成煅白；
2)消化将所述煅白与水按重量比I:4 40混合，在温度20 90°C下搅拌10 100 分钟，得到消化液；
3)碳化在所述消化液中补充水使消化液含固量在质量分数2% 15%，再向消化液中通入体积分数为20% 100%的二氧化碳气体，在20 35°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的PH值降至6. 5 8. O时停止反应，通入的气体可以使用高镁磷尾矿煅烧时产生的二氧化碳气体；
4)分离停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离或旋液分离后得到该底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷矿，该含水磷矿经干燥后得到磷矿粉产品，得到的磷矿粉产品以干基计P2O5含量为25% 35%，磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到50% 90%。为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本发明内容，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。实施例I
高镁磷尾矿化学成分P2057. 03%、Mg016. 87%、Ca037. 47%
称取尾镁磷尾矿IOOg在980°C下煅烧，得到煅白61. 4g，煅白与700g水在80°C下搅拌 40分钟,得到消化液。向消化液中补充800g水,再向消化液中通入体积分数为35%的二氧化碳气体，在20°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6. 7时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷矿粉产品24. lg，P205含量为26. 2%,磷矿粉产品中磷总量相对于
4高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到90%。实施例2
高镁磷尾矿化学成分P2055. 99%、Mg018. 26%、Ca036. 81%
称取尾镁磷尾矿IOOg在950°C下煅烧，得到煅白59. 8g，煅白与500g水在80°C下搅拌 30分钟，得到消化液。向消化液中补充600g水，再向消化液中通入体积分数为30%的二氧化碳气体，在25°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6. 9时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷矿粉产品13. 8g，P205含量为32. 5%，磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到75%。实施例3
高镁磷尾矿化学成分Ρ2056· 36%,Mg018. 58%, Ca037. 02%
称取尾镁磷尾矿IOOg在960°C下煅烧，得到煅白60. 5g，煅白与430g水在85°C下搅拌 30分钟,得到消化液。向消化液中补充900g水,再向消化液中通入体积分数为27%的二氧化碳气体，在30°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6. 8时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷矿粉产品12. 8g,P2O5含量为34. 7%,磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到65%。实施例4
高镁磷尾矿化学成分Ρ2059· 83%,Mg015. 04%、Ca041. 77%
称取尾镁磷尾矿IOOg在1200°C下煅烧，得到煅白65. 3g，煅白与262g水在90°C下搅拌100分钟，得到消化液。向消化液中补充IlOg水，再向消化液中通入体积分数为20%的二氧化碳气体，在35°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至约8. O时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷矿粉产品19. 4g,P2O5含量为25. 4%,磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到50%。实施例5
高镁磷尾矿化学成分Ρ2052· 16%、Mg020. 93%、Ca028. 17%
称取尾镁磷尾矿IOOg在900°C下煅烧，得到煅白56. 4g，煅白与2256g水在20°C下搅拌10分钟，得到消化液。向消化液中补充508g水，再向消化液中通入体积分数为99%的二氧化碳气体，在22°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至约6. 5时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷矿粉产品5. 3g，P2O5含量为28. 7%，磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到70%。
权利要求
1.一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其特征在于它由以下步骤组成(1)将高镁磷尾矿在900 1200°C下煅烧，烧成煅白；(2)将所述煅白与水按质量比I:4 40混合，在温度20 90°C下搅拌10 100 分钟，得到消化液；(3)在所述消化液中补充水使消化液含固量在质量分数2% 15%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在20 35°C下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.5 8. O时停止反应；(4)停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离或旋液分离后得到该底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷矿，该含水磷矿经干燥后得到磷矿粉产品。
2.根据权利要求I所述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其特征在于所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有 P2O5 为 2% 10%，MgO 为 15% 21%，CaO 为 28% 42%。
3.根据权利要求I所述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其特征在于所述的含有二氧化碳的气体为20% 100%二氧化碳体积分数的气体，可以是高镁磷尾矿煅烧时产生的二氧化碳气体。
4.根据权利要求I所述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其特征在于所述的磷矿粉产品以干基计P2O5含量为25% 35%。
5.根据权利要求I所述从高镁磷尾矿中回收磷的方法，其特征在于所述的磷矿粉产品中磷总量相对于高镁磷尾矿中磷总量，磷的回收率达到50% 90%。
全文摘要
本发明公开了一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法，包括如下步骤(1)高镁磷尾矿在900～1200℃下煅烧成煅白；(2)将煅白与水按质量比14～40混合，在温度20～90℃下搅拌10～100分钟得到消化液；(3)在该消化液中补充水使消化液含固量在质量分数2%～15%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在20～35℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.5～8.0时停止反应；(4)停止反应后，分离得到碳化液底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷矿，该含水磷矿经干燥后得到磷矿粉产品。本发明能回收利用高镁磷尾矿中的磷资源，磷回收率高，得到的磷矿产品品位高，经济效益和环境效益显著。
文档编号B03B9/06GK102600965SQ201210085910
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者何浩明, 刘旭, 李艳, 杨三可, 胡厚美, 胡宏 申请人:瓮福(集团)有限责任公司