专利名称：一种磷石膏和磷矿反浮选尾矿联合加工的方法
技术领域：
本发明涉及浮选，具体是一种磷石膏和磷矿反浮选尾矿联合加工的方法。
背景技术：
磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的一种固体废弃物，目前，全世界每年排放的磷石膏达1.5亿吨以上，国内每年磷石膏排放量接近5000万吨。磷石膏的堆存不仅占用大量土地，而且对地表(下)水体、土壤、植被、大气环境造成污染。随着高浓度磷复肥产量提高我国磷石膏的排放量大幅度增加，环保压力越来越大。为此，国内外的研究机构和磷复肥企业长期致力于磷石膏综合利用技术的研究和开发，取得了一些富有成效的研究成果和应用业绩。现有的磷石膏利用技术主要有两大类:第一类是建材类，包括磷石膏制砖、磷石膏制备纸面石膏板、磷石膏生产水泥用缓凝剂、磷石膏联产水泥制酸等，第二类是化工类，包括磷石膏制备硫酸铵、磷石膏制酸副产氧化钙等，其中磷石膏的第一类利用方式已经取得了长足的进步，其产量占已经被利用的磷石膏总量的60%以上。然而磷石膏生产的建材类产品被市场接纳的程度低、产品附加值低，因此要取得一定的经济效益，产业必须达到一定的规模，使得产业投资额度大，限制了产业项目的推广。磷石膏生产化学类产品能实现磷矿企业的硫资源循环，是解决磷石膏问题的最终解决之道，但这类利用方法目前无论在经济上还是在技术上都存在一定的问题。磷矿企业还存在一种固体废弃物，即磷矿反浮选尾矿，其主要成分为白云石。我国磷资源富矿少，中低品位磷矿多，磷矿品位低于18%的储量约占一半，全国磷矿石平均品位仅为17%左右，可开采储量平均品位为23%，是世界上磷矿平均品位较低的国家。正是由于磷矿资源的逐渐枯竭，品位趋于贫化，而为了满足湿法磷酸对原料矿石的质量要求，通过各种选矿技术的运用，每年都产生大量的反浮选磷尾矿。目前，关于磷矿反浮选尾矿的利用方案也很多，比如用于道路垫层、道路底基层和排水管道沟槽回填、生产微晶玻璃、生产水泥、生产磷镁肥及镁盐等，其中磷矿反浮选尾矿生产镁盐是一种较为有前景的方法，但目前在经济上存在一定的问题，限制了项目的推广。尽管关于磷矿企业的磷石膏和磷矿反浮选尾矿的应用及研究都很多，但将两种固体废弃物联合起来进行加工的技术方案尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷石膏和磷矿反浮选尾矿联合加工的方法。磷矿反浮选尾矿的主要成分为白云石，氧化镁含量一般在13%左右，矿物颗粒细，尾矿粒度一般都在200目以下，完全可以作为镁资源矿物来使用，部分磷矿企业如瓮福磷矿，其反浮选尾矿中氧化镁的含量可达17%以上，同时还含有5%左右的五氧化二磷，其加工利用前景很大。磷矿反浮选尾矿中的白云石与单独的白云石矿性质差别不大，在一定温度下可分解为氧化钙和氧化镁的混合物。混合物经水化后可生成氢氧化钙与氢氧化镁，而在此温度下，磷灰石是不分解的，因此可通过重力分离的方法将磷灰石分开，分离后的浆体可通入白云石热解产生的二氧化碳生成碳酸氢镁溶液即重镁水，而重镁水可与磷石膏发生复分解反应生产硫酸镁和碳酸钙，所涉及的化学反应如下:
权利要求
1.一种磷石膏和磷矿反浮选尾矿联合加工的方法，其特征在于它包括以下步骤: (1)在75(T950°C条件下，将磷矿反浮选尾矿热分解至磷矿反浮选尾矿中所含白云石分解率达到80%以上，收集气相中的二氧化碳； (2)将所得粉料水化，让粉料中氧化镁的水化率达到70%以上，再将水化后的浆体分级，所得比重大的物料为磷矿物原料，所得比重小的物料用收集的二氧化碳在碳化塔中进行碳化，直至物料中氢氧化镁的提取率达到50%以上，然后澄清、固液分离，固体物料为碳酸隹丐，液体物料为重镁水； (3)将磷石膏预处理后加入到重镁水中进行复分解反应，复分解过程产生的二氧化塔返回碳化塔，固液混合物进行固液分离，固体物料为碳酸钙，液体物料为硫酸镁溶液； (4)将所得硫酸镁溶液循环进入碳化塔循环碳化，直至硫酸镁溶液饱和，然后结晶得七水硫酸镁晶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，所述碳化的温度控制在10^65 0C o
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，所述磷石膏中的硫酸根与重镁水的镁离子摩尔比 为0.5 2。
全文摘要
本发明公开了一种磷石膏和磷矿反浮选尾矿联合加工的方法，它是先将磷矿反浮选尾矿热分解收集气相中的二氧化碳，然后将所得粉料水化，再将水化后的浆体分级，所得比重大的物料为磷矿物原料，比重小的物料用二氧化碳进行碳化，然后澄清、固液分离，固体物料为碳酸钙，液体物料为重镁水，将磷石膏预处理后加入到重镁水中进行复分解反应，产生的二氧化塔返回碳化塔，固液混合物进行固液分离，固体物料为碳酸钙，液体物料为硫酸镁溶液，将所得硫酸镁溶液循环进入碳化塔循环碳化至硫酸镁溶液饱和，然后结晶得七水硫酸镁晶体。本发明的有效地将两种工业废弃物的资源化连接在一起，充分地利用了尾矿和磷石膏中的高附加值元素，实现了资源的自主循环利用。
文档编号B03B7/00GK103143433SQ20131007089
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者王景峰, 张勇, 胡宏 申请人:瓮福(集团)有限责任公司, 武汉工程大学