一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括筛分、配料、混料、压球、烘干和冷却步骤，所述配料工序是在每100质量份的磷矿粉中，加入1～10质量份的磷酸、0.5～2质量份的磷酸硅、5～10质量份的碳质还原剂、5～10质量份的硅石粉和1～5质量份的稻壳灰。本发明专利技术工艺简单、原料易得，球团强度和热稳定性高，低品位磷矿粉利用率高，具有产生较好的经济效益和社会效益，易于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法
本专利技术属于磷化工
，具体涉及一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法。
技术介绍
采用电炉法生产工业黄磷，通常要求磷矿石等入炉物料具有一定的粒度范围，炉料粒度的大小和高温下炉料的状态会直接影响电炉内反应的正常进行,只有符合要求的炉料才能高效、稳定的生产黄磷并降低泥磷比例。随着磷矿资源日趋枯竭、贫化，富矿价格不断上涨，对于不符合直接进料要求的碎磷矿或磷矿粉，目前的普遍做法主要有：①磨细作磷矿粉肥或供普钙生产，但其受生产条件限制；②烧结成型，该法生产的烧结矿性能良好，但其返粉量高达40%左右。所以，受地域或生产能力等限制，大量的磷矿粉被堆积、废弃，这样不仅使黄磷生产成本上升，而且大量堆存的磷矿粉得不到合理利用，既占用大量资金又造成资源浪费，污染环境。在现有技术中，已有将磷矿粉加工成磷矿粉球团的报道。在磷矿粉造球过程中，粘结剂是关键辅助原料，它的性能优劣直接关系到球团质量。现有常用的粘接剂中，膨润土、腐殖酸、黏土和水玻璃等作为粘结剂时，会使磷矿粉球团的品位下降，炉渣量增加，且球团硬度和耐热度不够，易爆裂，导致炉内反应不稳定，矿粉回用难度大，效益较低；用硅酸盐作为粘接剂时，会因硅酸盐过量而导致炉内酸碱度失衡，影响电炉的操控；采用有机复合粘结剂时，也存在热强度低，操作不便，返粉率高等问题。采用球团法将矿粉制备成球团用于生产黄磷，既能实现低品位磷矿粉的利用，又能解决黄磷生产矿源短缺的问题，但一直以来，因未能获得最优化的球团粘接剂配方和加工方法，严重制约了该技术的推广应用。因此，研究开发一种工艺简单、原料易得、球团强度和热稳定性高的利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法是客观需要的。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、原料易得、球团强度和热稳定性高的利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法。本专利技术所述的一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括筛分、配料、混料、压球、烘干和冷却步骤，所述配料工序是在每100质量份的磷矿粉中，加入1～10质量份的磷酸和0.5～2质量份的磷酸硅。进一步的,在配料工序，还添加有5～10质量份的碳质还原剂和5～10质量份的硅石粉，碳质还原剂为煤粉、焦炭粉或兰炭粉，所述碳质还原剂和硅石粉的粒度为50～200目。进一步的,在配料工序，还添加有1～5质量份的稻壳灰，所述稻壳灰的粒度为50～100目。进一步的,所述磷酸的质量百分浓度为10～50%。所述磷矿粉为粒径小于8mm的磷矿粉。进一步的,所述混料工序中，利用混料器将各原料混合搅拌均匀后控制混合物料的含水量为5～10%。进一步的,所述压球工序中，利用压球装置将混合物料制作成粒径为10～50mm的磷矿粉球团，球团形状为圆球型、椭圆球或扁球型。所述球团的落下强度大于5次/0.5m，抗压强度大于12N/球，爆裂温度高于300℃。进一步的,所述烘干工序是将压球工序制得的磷矿粉球团投入塔式烘干装置中，在200～500℃的温度下烘干2小时以上，烘干后球团水分小于2%。所述烘干后球团的落下强度大于300次/0.5m，抗压强度大于1000N/球，爆裂温度高于1200℃，且在1000℃温度下可保持2小时不爆裂。本专利技术产生的有益效果是:1、本专利技术采用的磷矿粉可以使用磷矿分筛后矿粉、除尘粉、电炉灰、焦粉、硅石粉收集起来低品位磷矿粉，可以充分的利用磷矿生产过程的废弃资源，提高了废弃资源的利用率，同时采用的磷酸和磷酸硅原料简单易得，成本低，可以大幅的降低生产成本，提高生产效益；2、本专利技术采用磷酸和磷酸硅作为粘接剂，磷酸和磷酸硅不仅具有较好的固化、粘结性能，而且能够提高磷矿粉中P2O5的含量，进而提高磷矿粉球团的品位，让制得的磷矿粉球团强度高、热强度好、高温下完全不粉化；3、本专利技术中的磷酸硅具有较好的粘结、固化性能，与磷酸和磷矿粉反应后，会在形成的球体内部形成一种连续的网架结构，提高了磷矿粉球团的自身强度，同时提高了磷矿粉球团的耐热度，磷矿粉球团能长时间保持高孔隙率和自身孔隙率，透气性较好，可提高黄磷的还原反应速度和黄磷的回收率，烘干过程中，不易产生粉末，也不会存在用硅酸盐作为粘接剂时，会因硅酸盐过量而导致炉内酸碱度失衡，影响电炉的操控的情况，能够保证电炉的稳定生产。综上，本专利技术工艺简单、原料易得，球团强度和热稳定性高，低品位磷矿粉利用率高，具有产生较好的经济效益和社会效益，易于推广使用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术所述的一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括筛分、配料、混料、压球、烘干和冷却步骤，所述配料工序是在每100质量份的磷矿粉中，加入1～10质量份的磷酸和0.5～2质量份的磷酸硅。磷矿粉可以使用磷矿分筛后矿粉、除尘粉、电炉灰、焦粉、硅石粉收集起来低品位磷矿粉。磷酸可以采用湿法制得的成品硫酸，也可以采用黄磷生产过程中产生的废磷酸，将废磷酸用于磷矿粉球团的生产，提高了废磷酸的利用价值，磷酸硅是将二氧化硅和磷酸按一定比例混合加热反应,随着温度、反应时间等的变化将生成的磷酸硅产物。磷酸硅具有较好的粘结、固化性能，且易得、成本低，磷酸、磷酸硅配合使用能够提高磷矿粉中P2O5的含量，进而提高磷矿粉球团的品位，让制得的磷矿粉球团强度高、热强度好、高温下完全不粉化，且在形成的球体内部形成一种连续的网架结构，提高了磷矿粉球团的自身强度，同时提高了磷矿粉球团的耐热度。本专利技术通过合理的控制磷矿粉、磷酸和磷酸硅的比例，能够使制得的生球团抗压强度高，有良好的耐磨指数和耐热强度。在一些优选的实施方式中，本专利技术所述的一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，还包括：进一步的，在配料工序中，还添加有5～10质量份的碳质还原剂和5～10质量份的硅石粉，所述碳质还原剂为煤粉、焦炭粉或兰炭粉，所述碳质还原剂和硅石粉的粒度为50～200目，在球团中预先加入后续磷酸生产过程所需的碳质还原剂和硅石粉，可简化后续工序，提高低品位磷矿粉球团的回用价值，有利于低品位磷矿粉回收利用技术的推广。进一步的，所述配料工序，还添加有1～5质量份的稻壳灰，所述稻壳灰的粒度为50～100目，稻壳灰是利用稻壳为燃料燃烧或气化过程所产生的一种工业废渣，稻壳灰中含有大量的二氧化硅,用稻壳灰与磷酸反应可以制取本专利技术中用作粘接剂的磷酸硅。配料时先加入稻壳灰，在混料、压球尤其是烘干工序中，球团中的稻壳灰会逐步与磷酸反应生成磷酸硅，以提高球团的强度，最终烧结时会在保证强度的前提下形成一定孔隙，有利于磷转化。即使是未转化为磷酸硅的稻壳灰，因其含有大量二氧化硅，保留在球团中也可降低后续黄磷生产时硅石粉的用量。为了保证生球团的强度，优选地，所述磷酸的质量百分浓度为10～50%，优选地，所述磷矿粉为粒径小于8mm的磷矿粉，这样能够保证磷矿粉的粒度细且均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括筛分、配料、混料、压球、烘干和冷却步骤，其特征在于：所述配料工序是在每100质量份的磷矿粉中，加入1～10质量份的磷酸和0.5～2质量份的磷酸硅。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，包括筛分、配料、混料、压球、烘干和冷却步骤，其特征在于：所述配料工序是在每100质量份的磷矿粉中，加入1～10质量份的磷酸和0.5～2质量份的磷酸硅。


2.根据权利要求1所述一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：所述配料工序，还添加有5～10质量份的碳质还原剂和5～10质量份的硅石粉，所述碳质还原剂为煤粉、焦炭粉或兰炭粉，所述碳质还原剂和硅石粉的粒度为50～200目。


3.根据权利要求1所述一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：所述配料工序，还添加有1～5质量份的稻壳灰，所述稻壳灰的粒度为50～100目。


4.根据权利要求1所述一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：所述磷酸的质量百分浓度为10～50%。


5.根据权利要求1所述一种利用低品位磷矿粉生产磷矿粉球团的方法，其特征在于：所述磷矿粉为粒径小于8mm的磷矿粉。


6.根据权利要求1所述一种利用低品位磷矿粉生产磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐可昇，徐涛，
申请(专利权)人：云南省宣威东升化工有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53