一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，属于无机化工技术领域，包括煅烧、消化、硝酸铵浸取后过滤，浸出液浓缩造粒，浸出渣加入硫酸铵浸取后过滤，滤出渣干燥制成磷精矿，滤出液浓缩制成硫酸铵镁；上述工艺中，能最大限度地使磷元素保留在制成的磷精矿中，同时副产硫酸铵镁和硝酸铵钙，使中低品位磷矿中的钙、镁、磷元素得到充分利用。

【技术实现步骤摘要】
一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺
本专利技术属于无机化工
，尤其涉及一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺。
技术介绍
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的磷矿。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P2O5≤10％，MgO≥15％。如专利号为CN201410525643.8的专利技术专利：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，但是其处理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副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的方法还未见报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，包括以下步骤：(1)将中低品位磷矿在900～1100℃的温度下煅烧，得到煅烧渣和二氧化碳；(2)煅烧渣用60～100℃的水进行消化；(3)浸取，加入硝酸铵溶液并搅拌，生成氨气，过滤得到浸出液A和浸出渣；(4)对浸出液A进行浓缩造粒，得到硝酸铵钙；(5)将浸出渣放入硫酸铵溶液中并搅拌，过滤得到浸出液B和磷精矿；(6)对浸出液B进行浓缩造粒得到硫酸铵镁。进一步的，所述步骤(3)的反应温度为20～25℃，反应时间为30～90min。进一步的，所述步骤(5)的反应温度为80～85℃，反应时间为30～90min。进一步的，所述的步骤(3)的硝酸铵的浓度为10～50％。进一步的，所述的步骤(5)的硫酸铵的浓度为10～50％。进一步的，所述的步骤(5)得到的磷精矿经过水洗后干燥，水洗液回用到步骤(5)中。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术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制取磷精矿的工艺，在900～1100℃的温度下煅烧，使得磷矿中杂质白云石和方解石分解，含有五氧化二磷的化合物不分解，通过水洗、硝酸铵浸取、硫酸铵浸取得到磷精矿，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。2、本专利技术对中低品位磷矿的煅烧渣先经过水洗，将氧化钙、氧化镁与水反应生成氢氧化钙和氢氧化镁，有效地避免了硝酸铵与氢氧化镁反应，使得钙与镁得到有效的分离，减少了步骤(4)生产的硝酸铵钙中的镁含量，提高了硝酸铵钙的纯度。3、本专利技术对中低品位磷矿的煅烧渣先经过硝酸铵溶液浸取，然后在经过硫酸铵溶液浸取得到磷精矿，能够有效地将煅烧渣中氧化钙、氧化镁中钙、镁元素分离，提高磷精矿中五氧化二磷的含量。4、本专利技术对中低品位磷矿的煅烧渣先经过水洗，将氧化钙、氧化镁与水反应生成氢氧化钙和氢氧化镁，在硝酸铵与氢氧化钙反应后，使得氢氧化镁保存在步骤(3)得到浸出渣A中，再经过硫酸铵溶液浸取，使得氢氧化镁与硫酸铵溶液反应，将镁元素从浸出渣A中分离，然后通过浓缩得到硫酸铵镁，此工艺最大限度地减少了镁元素流向其他工艺步骤中，不仅减少了其他产品的镁含量，同时该设计工艺也能保证硫酸铵镁的纯度。5、本专利技术工艺中，得到的磷精矿经过水洗，进一步地减少了磷精矿的杂质。6、本专利技术在生产过程中，没有废液和废渣的产生，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。本专利技术得到的磷精矿、硝酸铵钙、硫酸铵镁产品中，通过对本实施例得到的磷精矿进行检测，其P2O5含量在35％以上，镁含量低于0.5％；硝酸铵钙中的氮含量在13％以上，钙含量在15％以上；硫酸铵镁中的氮含量在6％以上，镁含量在5％以上。附图说明图1本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。实施例仅仅是对该专利技术的举例说明，不是对本专利技术的限定，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。本实施例采用的中低品位磷矿以瓮福磷矿作为试验对象，各具体含量如下：表1瓮福中低品位磷矿组成项目P2O5CaOMgOFe2O3Al2O3FAI％26.8746.536.230.260.322.615.3实施例一一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：(1)将100g中低品位磷矿在900～1100℃的温度下煅烧(工厂生产为将中低品位磷矿与无烟煤进行混合煅烧)，得到煅烧渣和二氧化碳；通过研究表明，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℃以上的高温就开始分解，如下：CaCO3·MgCO3＝CaO+MgO+2CO2CaCO3＝CaO+CO2同时氟磷灰石(Ca5F(PO4)3)的分解温度为1650℃，在900～1100℃的范围内不会分解；(2)煅烧渣用60℃水进行消化；运用较高温度的水能够加速CaO和MgO与水反应：CaO+MgO+2H2O＝Ca(OH)2+Mg(OH)2(3)浸取，加入硝酸铵溶液并搅拌，生成氨气；过滤得到浸出液A和浸出渣，反应式为：Ca(OH)2+2NH4NO3＝Ca(NO3)2+2H2O+2NH3同时，为了保证反应充分进行，硝酸铵溶液的浓度控制在10％，加入量为800ml，反应温度控制在20℃，反应时间控制30min；(4)对浸出液进行浓缩造粒，得到硝酸铵钙,其化学式为：5Ca(NO3)2·NH4NO3·10H2O；(5)将浸出渣放入硫酸铵溶液中并搅拌，生成氨气，过滤得到浸出液B和磷精矿；反应式为：Mg(OH)2+(NH4)2SO4＝MgSO4++2H2O+2NH3此时浸出液B主要含有Mg2+、NH4+、SO42-，磷精矿的主要成分是氟磷灰石(Ca5F(PO4)3)，磷精矿经过水洗后干燥，水洗液回用到步骤(5)中；同时，为了保证反应充分进行，硫酸铵溶液的浓度控制在10％，加入量为150ml，反应温度控制在80℃，反应时间控制30min；(6)对浸出液B进行浓缩造粒得到硫酸铵镁。通过对本实施例得到的磷精矿进行检测，其P2O5含量为37.2％，镁含量0.40％；硝酸铵钙中的氮含量为13.3％，钙含量为16.7％；硫酸铵镁中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，包括以下步骤：(1)将中低品位磷矿在900～1100℃的温度下煅烧，得到煅烧渣和二氧化碳；(2)煅烧渣用60～100℃的水进行消化；(3)浸取，加入硝酸铵溶液并搅拌，生成氨气，过滤得到浸出液A和浸出渣；(4)对浸出液A进行浓缩造粒，得到硝酸铵钙；(5)将浸出渣放入硫酸铵溶液中并搅拌，过滤得到浸出液B和磷精矿；(6)对浸出液B进行浓缩造粒得到硫酸铵镁。

【技术特征摘要】
1.一种由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，包括以下步骤：(1)将中低品位磷矿在900～1100℃的温度下煅烧，得到煅烧渣和二氧化碳；(2)煅烧渣用60～100℃的水进行消化；(3)浸取，加入硝酸铵溶液并搅拌，生成氨气，过滤得到浸出液A和浸出渣；(4)对浸出液A进行浓缩造粒，得到硝酸铵钙；(5)将浸出渣放入硫酸铵溶液中并搅拌，过滤得到浸出液B和磷精矿；(6)对浸出液B进行浓缩造粒得到硫酸铵镁。2.如权利要求1所述的由中低品位磷矿制备磷精矿副产硫酸铵镁、硝酸铵钙的工艺，其特征在于：所述步骤(3)的反应温度为20～25℃，反应时间为30～90min。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钦，顾春光，卢玉莲，韩瑜，张澜曦，张仁秀，
申请(专利权)人：贵州省化工研究院，
类型：发明
国别省市：贵州;52