一种浸取磷矿中钙离子的方法技术

本发明专利技术提供了一种浸取磷矿中钙离子的方法，所述方法包括如下步骤，将含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与铵离子水溶液充分混合形成固液反应体系；控制所述固液反应体系中溶液的pH为9‑11进行钙离子浸取反应；浸取时间T分钟后将固液反应体系进行固液分离，分别获得具有预设浸取率的含有可溶性钙离子的液体和浸钙后的固体磷矿，其中T为5‑20。本发明专利技术提供的浸取磷矿中钙离子的方法能够高效浸取钙离子，并且其中钙离子溶液中的镁离子杂质较少，由于钙离子应用工艺中获得纯度较高的碳酸钙或者其他含钙肥料。

A method of leaching calcium from phosphate rock

【技术实现步骤摘要】
一种浸取磷矿中钙离子的方法
本专利技术涉及肥料
，具体涉及一种浸取磷矿中钙离子的方法。
技术介绍
磷矿是一种不可再生的资源，我国磷矿资源虽然比较丰富，但磷矿的品位较低，大部分磷矿必须经过选矿富集后才能用于生产磷酸以及高浓度磷肥等，由于磷矿中的杂质较多，导致我国磷矿的实际被利用率较低，而且我国对磷的需求量特别大，经过多年的开采利用，我国的磷矿资源已日渐枯竭。尤其是磷矿中的钙可被用于钙肥，但目前浸取钙离子的方法中钙离子浸取率较低。CN201710909154.6公开了一种提高磷矿中钙浸取效率的方法及其产物和应用，方法包括：调整和控制含磷矿固体颗粒的水溶液体系的pH为7.2～8.2、铵离子浓度为0.5～3mol/L进行浸取反应，反应0.5～5小时。但该专利中的方法对于浸取钙离子的浸取率不高，且容易将镁离子浸取出来。CN201510226236.1公开了一种磷尾矿提取磷精矿并联产碳酸钙和氧化镁的方法，先将磷尾矿在高温下煅烧，向煅烧料中加入热水进行消化处理，接着加入硝酸铵溶液进行搅拌，在一定温度下浸取钙，获得含钙浸出液和浸出渣，将浸出渣采用硫酸铵溶液浸取镁后，获得磷精矿和含镁浸出液，将含钙浸出液采用碳酸铵溶液沉淀后得碳酸钙，将含镁浸出液采用碳酸铵沉淀后得碳酸镁，将碳酸镁煅烧后即得氧化镁。该专利中的方法中浸取钙离子的浸取率不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种高效浸取磷矿中钙离子的方法。具体方法见下述。一种浸取磷矿中钙离子的方法，所述方法包括如下步骤：将含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与铵离子水溶液充分混合形成固液反应体系；控制所述固液反应体系中溶液的pH为9-11进行钙离子浸取反应；浸取时间T分钟后将固液反应体系进行固液分离，分别获得具有预设浸取率的含有可溶性钙离子的液体和浸钙后的固体磷矿，其中T为5-20。优选的，当所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与所述铵离子水溶液的质量比为预设质量比，所述铵离子水溶液中铵离子的质量浓度为预设浓度，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的固体颗粒的平均粒径为预设粒径时，所述浸取时间T根据所述钙离子浸取反应的浸取温度来确定，以使浸取时间T为5-20分钟。优选的，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的固液比为1∶(1.2-1.8)时，当所述预设质量比为1：(0.5-3)，所述预设浓度为30-35％，所述预设粒径为0.2-4mm时；所述浸取时间T满足如下关系式：T＝45-(0.8-1.1)*C其中T为浸取时间,T的单位为分钟，C为浸取温度，C单位为摄氏度，浸取温度为满足pH要求的浸取条件下的浸取终止前的平均温度，C的数值为20-45。优选的，所述浸取时间T满足如下关系式：T＝45-1*C。优选的，所述预设质量比为1：1，所述预设浓度为30％，所述预设粒径为0.2-1mm。优选的，所述固液反应体系中包括铵离子补给步骤，所述铵离子补给步骤中铵离子的摩尔量与所述固液反应体系进行钙离子浸取反应时从反应体系中挥发出的氨气的摩尔量的比值为(0.1-1):1。优选的，所述铵离子补给步骤中铵离子来源于所述固液反应体系进行钙离子浸取反应时从反应体系中挥发出的氨气。优选的，所述预设百分比为大于75％。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的浸取磷矿中钙离子的方法能够高效浸取钙离子，并且其中钙离子溶液中的镁离子杂质较少，由于钙离子应用工艺中获得纯度较高的碳酸钙或者其他含钙肥料。附图说明图1为本专利技术提供一种浸取磷矿中钙离子的方法流程图。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。请参阅图1，本专利技术提供一种浸取磷矿中钙离子的方法，所述方法包括如下步骤S100、步骤S200及步骤S300。具体如下所述。步骤S100，将含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与铵离子水溶液充分混合形成固液反应体系。可以理解的是，所述铵离子溶液来源于硝酸铵。钙离子浸取反应是指氢氧化钙和铵离子反应生成钙离子和氢氧化铵的反应，其中氢氧化铵会部分分解成水和氨气。可以理解的是，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物是由磷矿通过湿法球磨后得到，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中包括磷矿固体和液体。步骤S200，控制所述固液反应体系中溶液的pH为9-11进行钙离子浸取反应。步骤S300，浸取时间T分钟后将固液反应体系进行固液分离，分别获得具有预设浸取率的含有可溶性钙离子的液体和浸钙后的固体磷矿，其中T为5-20。其中所述预设浸取率是指含有可溶性钙离子的液体中的钙离子与所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的钙离子的摩尔百分比，也可以说是含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中磷矿固体的脱钙率。所述浸钙后的固体磷矿中的钙含量明显低于浸钙前的固体磷矿，优选的，采用本方法浸取钙离子后，获得的可溶性钙离子的液体中的钙离子占浸取前的固体磷矿中的钙离子的百分比大于75％，也就是说预设浸取率大于75％，更有选的，能够浸取80％(预设浸取率)以上的钙离子。本专利技术的方法中是通过铵离子与氢氧化钙反应生成钙离子和氢氧化铵，该反应需要非常严格的控制反应体系的pH值，也就是采用本专利技术中的条件可是钙离子浸取效果更佳。可以理解的是，固体磷矿中包括钙离子和镁离子，本专利技术是浸取纯度较高的钙离子溶液，因为如果镁离子与钙离子同时浸取出来后，镁离子会同时停留在液体中，那么该含有镁离子的液体对于后续钙离子的应用具有影响，例如将浸取的含钙离子溶液用于后续制备碳酸钙时，其中含有的镁离子会影响碳酸钙产品纯度。为了不让固体磷矿中的镁离子被浸取出来，或者镁离子浸取出来的量足够小以不影响后续钙离子产品应用效果。在本专利技术方法控制所述固液反应体系中溶液的pH为9-11进行钙离子浸取反应，在该pH值下，镁离子不能轻易被浸取出来。更有选的，在本专利技术申请人不断尝试和试验下发现，控制所述固液反应体系中溶液的pH为10-10.5进行钙离子浸取反应，能得到纯度更高的钙离子溶液。可以理解的是，采用本专利技术的方法可以在获得纯度较高的钙离子溶液的同时，还能够控制浸取时间为5-20分钟之间，以保证固体磷矿浸取钙离子的浸取效率。在进一步的实施例中，当所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与所述铵离子水溶液的质量比为预设质量比，所述铵离子水溶液中铵离子的质量浓度为预设浓度，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的固体颗粒的平均粒径为预设粒径时，所述浸取时间T根据所述钙离子浸取反应的浸取温度来确定，以使浸取时间T为5-20分钟。可以理解的是，在浸取钙离子的反应中，当其他条件一定时，钙离子浸取反应的浸取时间与浸取温度具有重要影响，合适的浸取温度能够使钙离子快速从含氢氧化钙的磷矿中浸取出来。可以理解的是，当铵离子来源于硝酸铵时，所述铵离子的质量浓度是指硝酸铵的质量浓度。可以理解的是，所述含有氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸取磷矿中钙离子的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n将含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与铵离子水溶液充分混合形成固液反应体系；/n控制所述固液反应体系中溶液的pH为9-11进行钙离子浸取反应；/n浸取时间T分钟后将固液反应体系进行固液分离，分别获得具有预设浸取率的含有可溶性钙离子的液体和浸钙后的固体磷矿，其中T为5-20。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸取磷矿中钙离子的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与铵离子水溶液充分混合形成固液反应体系；
控制所述固液反应体系中溶液的pH为9-11进行钙离子浸取反应；
浸取时间T分钟后将固液反应体系进行固液分离，分别获得具有预设浸取率的含有可溶性钙离子的液体和浸钙后的固体磷矿，其中T为5-20。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物与所述铵离子水溶液的质量比为预设质量比，所述铵离子水溶液中铵离子的质量浓度为预设浓度，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的固体颗粒的平均粒径为预设粒径时，所述浸取时间T根据所述钙离子浸取反应的浸取温度来确定，以使浸取时间T为5-20分钟。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有氢氧化钙的磷矿的固液混合物中的固液比为1∶(1.2-1.8)时，当所述预设质量比为1：(0.5-3)，所述预设浓度为30-35％，所述预设粒径为0.2-4mm时；
所述浸取时间T满足如下关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，黄德明，华建青，刘法安，
申请(专利权)人：贵州芭田生态工程有限公司，深圳市芭田生态工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52