制备磷精矿的循环环保工艺方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种制备磷精矿的循环环保工艺方法，包括：将磷矿原料于900～1100℃下煅烧，获取煅烧渣和热解废气；将煅烧渣用铵离子溶液进行浸取反应，获取氨气和浸取浆液；对浸取浆液进行固液分离，获取磷精矿和浸出液；将氨气用酸溶液吸收获得第一铵盐溶液，并将该第一铵盐溶液用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。采用本发明专利技术的循环环保工艺方法，根据产品的过程将废气、废液经形态转换处理后成为可再生底物原料循环使用，工艺操作简单、安全、清洁、环保，工艺运行形成整套闭路循环，零污染零排放，彻底实现了中低品味磷矿提纯过程中物料的资源化利用，具有经济与环保的双重效益。

Cyclic environmental protection technology for preparation of phosphate concentrate and its products and Applications

【技术实现步骤摘要】
制备磷精矿的循环环保工艺方法及其产品和应用
本专利技术涉及磷矿加工
，尤其涉及一种制备磷精矿的循环环保工艺方法及其产品和应用。
技术介绍
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的过程及产品的质量。传统中对于中低品位的磷矿进行选矿处理，以此来降低磷矿中镁等杂质的含量，然后再进行下一步深加工，以降低后续磷矿利用的难度。但选矿后会产生难以处理的磷尾矿，并且磷的损失率较大。为了提升在肥料制备的原料的品质，贵州省化工研究院在专利号为ZL201510226362.7名称为“一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产碳酸钙、氧化镁的工艺”的专利技术专利中提出了一种对中低品位磷矿进行加工去除其中的钙镁杂质，过程包括将中低品位磷矿为主要原料在900～1100℃的温度下煅烧，并将煅烧后的煅烧渣依次用60～100℃的水进行消化、硝酸铵溶液浸取，最后再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。但是以上方法过程在详细的实施中，整个工艺流程分别按照各个产品的生产流程进行，各个环节的废气废液产品都直接移出工艺体系，一方面造成了对环境的污染，另一方面循环不彻底、副产品难以提高市场价值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种制备磷精矿的循环环保工艺方法，旨在将整个工艺体系中产生的废气废液循环利用于工艺的生产流程，实现制备过程的循环环保。采用本专利技术的循环环保工艺方法，根据产品的过程将废气、废液经形态转换处理后成为可再生底物原料循环使用，工艺操作简单、安全、清洁、环保，工艺运行形成整套闭路循环，零污染零排放，彻底实现了中低品味磷矿提纯过程中物料的资源化利用，具有经济与环保的双重效益。为实现上述目的，本专利技术的制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷矿原料于900～1100℃下煅烧，获取煅烧渣和热解废气；将所述煅烧渣用铵离子溶液进行浸取反应，获取氨气和浸取浆液；对所述浸取浆液进行固液分离，获取磷精矿和浸出液；将所述氨气用酸溶液吸收获得的第一铵盐溶液，并将该第一铵盐溶液用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。优选的，上述制备磷精矿的循环环保工艺方法中，还包括：将所述热解废气通入浸出液进行钙镁沉淀反应、并固液分离后，获取固体碳酸钙和碳酸镁的混合物、及第二铵盐溶液；将所述第二铵盐溶液进行酸化之后用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。优选的，上述制备磷精矿的循环环保工艺方法中，还包括：将所述热解废气用碱液吸收，获取碳酸盐溶液。优选的，上述制备磷精矿的循环环保工艺方法中，所述浸取反应的过程为：先调整铵离子溶液溶液体系的pH为7.2～8.2进行钙浸取，再调整铵离子溶液体系的pH为6.5～7.2进行镁浸取。优选的，上述制备磷精矿的循环环保工艺方法中，所述铵离子溶液供体为硝酸铵、氯化铵、硫酸铵中的一种或多种。优选的，上述制备磷精矿的循环环保工艺方法中，将所述煅烧渣用铵离子溶液进行浸取反应之前还包括：将所述煅烧渣粉碎至粒径低于3毫米。在本专利技术上述制备磷精矿的循环环保工艺方法的基础上，进一步还提出采用上述方法直接制备得到的浸出液产品，浸出液产品是采用铵离子溶液浸取煅烧渣后分离的液相成分，其中含有的硝酸钙、硝酸镁和硝酸铵的摩尔比为2：1：5～10。本专利技术制备得到的浸出液产品是含有丰富的N、Mg、Ca的离子溶液，直接作为液体肥料施用于作物，或者作为液体肥料制备中N、Mg、Ca的三种元素的供体添加到液体肥料的生产制备中，节省液体肥料原料成本的同时，能利于作物营养的补充和吸收，具有更好的应用价值。当然，进一步根据上述实施的过程，本专利技术还提出采用上述方法制备得到的浸出液通入热解废气沉降之后生成的碳酸钙和碳酸镁的产品。这个副产品可直接用于其他工业产品。碳酸钙和碳酸镁还能作为土壤和作物的微量元素被吸收，并且其吸水性粉末的形态还能促进改善土壤团粒结构，改善和修复土壤。同时，进一步在上述工艺方法的基础上，本专利技术还提出上述方法在肥料制备中的应用。上述浸取液等等直接作为液体肥料使用；并且制备的磷精矿产品是磷肥制备的原料，直接可以用于磷肥生产。因此采用本专利技术的工艺方法进行肥料生产，整体的生产过程没有任何污染气体排放，也没有废液排放，工艺运行形成整套闭路循环，彻底实现了中低品味磷矿提纯过程中物料的资源化利用，具有经济与环保的双重效益。附图说明图1为本专利技术制备磷精矿的循环环保工艺方法较佳实施例的工艺流程图；图2为本专利技术制备磷精矿的循环环保工艺方法另一实施例的工艺流程图。具体实施方式本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种制备磷精矿的循环环保工艺方法，工艺方法的实施过程参见图1所示的工艺流程图；磷精矿的主流制备包括如下步骤：S10，将磷矿原料于900～1100℃下煅烧，获取煅烧渣和热解废气；S20，将煅烧渣用铵离子溶液进行钙镁杂质浸取反应，获取氨气和浸取浆液；S30，对浸取浆液进行固液分离，获取磷精矿产品和浸出液；以上过程为主要的磷精矿的制备的流程，本专利技术的循环工艺对象是上述制备过程中的主流步骤之外的煅烧中产生的热解废气、浸取反应中生成的氨气、以及浸取浆液固液分离之后的浸出液这三者的物料循环。首先，核心的浸取反应的反应过程中本化学过程为，MgO+H2O+NH4NO3→Mg2++NO3-+H2O+NH3(g)；除镁之外另一杂质钙的反应过程为，CaO+H2O+NH4NO3→Ca2++NO3-+H2O+NH3(g)；在整个工艺的流程中，铵离子溶液是用于对煅烧渣进行浸取反应的底物原料，因此本专利技术中采用将生成的氨气用酸溶液吸收，吸收之后即生成铵离子溶液，其中酸溶液通常可以采用硝酸、硫酸或盐酸等等，生成的含有铵离子的盐溶液正好直接可以返回加入至步骤S20的浸取反应体系中继续对煅烧渣的钙、镁杂质进行浸提。本文实施中为了方便解释和说明，以下的酸溶液以硝酸为例对工艺中的物质循环变化过程和进行解释和说明，但是并不限于只能采用硝酸，技术人员可以根据条件的便利性自行采用。同时，从上述浸取反应的方程式可以比较清晰地得出，浸取反应生成的浸取浆液的液相成分主要是硝酸钙/硝酸镁，以及为了充分浸取添加的过量底物硝酸铵；所以进一步对浸取浆液进行固液分离得到的浸出液的成分中就是由硝酸钙/硝酸镁、以及过量的硝酸铵组成的水溶液。该水溶液可以直接用于制备副产品，而副产品的制备可以利用煅烧过程中产生的热解废气进行。具体可以分析一下煅烧过程中的产生的热解废气的成分，煅烧过程中磷矿原料发生的变化为钙镁杂质的形态转化，白云石和方解石在煅烧温度750℃以上时就开始分解，如下：CaCO3·MgCO3＝CaO+MgO+2CO2(g)；CaCO3＝CaO+CO2(g)；因此煅烧处理之后，磷矿原料中的钙、镁杂质转化成CaO、MgO的氧化物形态、与磷共同存在煅烧渣中；而煅烧过程中产生的热解废气主要上就是CO2，虽然还有磷矿原料中的水分、有机物等成分生成的CO2和水蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷矿原料于900～1100℃下煅烧，获取煅烧渣和热解废气；将所述煅烧渣用铵离子溶液进行浸取反应，获取氨气和浸取浆液；对所述浸取浆液进行固液分离，获取磷精矿和浸出液；将所述氨气用酸溶液吸收获得第一铵盐溶液，并将该第一铵盐溶液用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。

【技术特征摘要】
1.一种制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷矿原料于900～1100℃下煅烧，获取煅烧渣和热解废气；将所述煅烧渣用铵离子溶液进行浸取反应，获取氨气和浸取浆液；对所述浸取浆液进行固液分离，获取磷精矿和浸出液；将所述氨气用酸溶液吸收获得第一铵盐溶液，并将该第一铵盐溶液用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。2.如权利要求1所述的制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在于，还包括：将所述热解废气通入浸出液进行钙镁沉淀反应、并固液分离后，获取固体碳酸钙和碳酸镁的混合物、及第二铵盐溶液；将所述第二铵盐溶液进行酸化之后用作所述浸取反应的铵离子溶液原料对煅烧渣进行浸取。3.如权利要求1所述的制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在于，还包括：将所述热解废气用碱液吸收，获取碳酸盐溶液。4.如权利要求1至3任一项所述的制备磷精矿的循环环保工艺方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，陈贵有，华建青，刘法安，
申请(专利权)人：徐州市禾协肥业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32