一种超低品位磷矿石脱镁并生产氢氧化镁的方法技术

本发明专利技术公开了一种超低品位磷矿石脱镁并生产氢氧化镁的方法，是将磷矿粉与脱镁剂进行混合脱镁反应后，进行固液分离，固体为磷精矿，液体中加入中和沉淀剂得到含镁副产物；其特征在于：以超低品位磷矿石为原料，以亚硫酸、硫酸和氟硅酸的混合酸作为脱镁剂，将在固液分离后洗涤固相的洗涤水与分离所得溶液混合进行中和沉淀反应。本发明专利技术采用氟硅酸、硫酸和亚硫酸三者混合酸液作为脱镁剂，减少了P2O5的损失；生产工艺路线短，操作简单，一次性投资成本低；镁脱除率可以达到80％以上，所得精矿中镁含量低于1％；所得磷矿精矿品质好，品位提高了5～10％，P2O5收率高，最佳工艺条件下可达99％以上，普遍提升P2O5含量3～5％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
我国磷矿资源中的富矿仅占8%左右，原磷矿多为中低品位胶磷矿，其Mg、Al、Fe等杂质含量偏高。在湿法磷酸生产过程中，杂质Mg的存在不仅影响湿法磷酸的生产，还对磷酸深加工经济技术指标有明显影响。另外，国际商品磷矿也对镁磷比有一定要求。目前国内湿法磷酸生产企业普遍面对磷矿石贫化带来的许多工艺问题，例如:湿法磷酸生产中反应活性差、石膏结晶困难、料浆过滤性能差、成品磷酸杂质含量高达不到肥料工业级的要求。现有技术中的磷矿脱镁方法主要是浮选、反浮选等物理方法，但是很难将MgO含量降到I %以下，且磷损失在5%以上，前期设备投资巨大。我国磷矿资源中难选的海相沉积磷块岩即胶磷矿占75%以上。由于胶磷矿多含有白云石且两者的可浮性相近，因此运用浮选方法一直没能很好地解决胶磷矿中白云石分离问题。申请号为88105674.X的专利申请文件公开了一种磷矿石脱镁工艺，是用100目的含铁磷矿粉与水配成一定固液比的浆液，通入二氧化硫，使料浆保持PH=2.0 5.0，常温常压下反应8 24小时后，用沉淀过滤法或笔析法等，将含镁的液相与磷精矿分离，废水用适当方法处理后排放或作他用。CN102115819A公开了从中低品位高镁磷矿中回收镁的方法，先用脱镁剂硫酸氢镁或者浓硫酸和硫酸镁的混合物对中低品位高镁磷矿进行化学法脱镁，使磷矿中的大部分镁从磷矿浆中溶出，所得固体滤饼为脱镁精矿，液体进一步加入中和沉淀剂磷酸一铵或者磷酸一铵与碳酸氢铵或与氨水或与液氨中的任何一种的混合物，得到磷酸铵镁沉淀，用作缓释肥料。CN100392124C公开了从高镁磷矿石中回收镁的工艺方法，是先将复合脱镁剂和含镁磷矿粉末加水进行混合反应，该复合脱镁剂含有硫酸和至少选自乙二胺四乙酸二钠和硝酸中的一种组分，固液分离后，固相为磷精矿，液相为含镁溶液，溶液加入中和沉淀剂(选自石灰乳、氢氧化钠溶液与氨水)得到氢氧化镁沉淀
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决现有技术中的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的。，是将磷矿粉与脱镁剂进行混合脱镁反应后，进行固液分离，固体为磷精矿，液体中加入中和沉淀剂得到含镁副产物；其特征在于:以超低品位磷矿石为原料，以亚硫酸、硫酸和氟硅酸的混合酸作为脱镁剂，将在固液分离后洗涤固相的洗涤水与分离所得溶液混合进行中和沉淀反应，所述生产流程为:(I)将磷矿石碾磨得到细度为60 100目的磷矿粉；将浓度彡5 %的亚硫酸和浓度为I 20%的硫酸加入到浓度> 17%的氟硅酸溶液中，加入的质量比为亚硫酸:硫酸:氟硅酸=1:1.2:1.3，搅拌均匀，得到混合酸脱镁剂；(4)将磷矿粉加入到混合酸脱镁剂中，升温至30 60°C，搅拌速率300 350r/min,反应时间10 60min,至反应液pH=3 6时反应完成；(5)反应完成后,趁热采用过滤方式将溶液与固相分离,溶液为含镁盐的溶液；(4)用蒸馏水将固相洗涤至洗涤水呈中性，所得固体烘干，即为磷矿精矿；(5)将含镁盐的溶液与洗涤水混合，加入沉淀剂烧碱，将溶液调至pH=9 12，在30 60°C下反应30 80min，经固液分离得到氢氧化镁固体和废液；(6)将所得氢氧化镁固体经干燥、粉碎得到粉末态氢氧化镁。所述步骤(I)中磷矿粉的细度为80 90目。所述步骤(I)中·混合酸液的pH=l 2。所述步骤(2)中升温至40 50°C。所述步骤(2)中搅拌速率为300r/min。所述步骤(2)中反应时间为30min。所述步骤(2 )中反应液pH=4 5时反应完成。所述步骤(5)中将溶液调至pH=10 11。所述步骤(6)中的废液送至氟硅酸钠车间用于生产氟硅酸钠天然磷矿石分为磷灰石和磷块岩两大类，它们的主要成分都是氟磷酸钙[Ca5 (PO4)3F],磷矿中的镁大部分以白云石(CaCO3 ^MgCO3)的形式存在。本专利技术反应过程中主要发生的化学反应的方程式如下:4H.+CaC03.MgCO3 — Ca2++Mg2.+2C02+2H20由于该反应是强酸制弱酸反应，因此如果要脱除磷矿石中的白云石，就必须选择一种酸性介于碳酸与磷酸之间的脱镁剂，否则必将造成较大磷损失。同条件下硫酸酸性强于磷酸，但是氟硅酸酸性略微弱于磷酸，两者混合存在，则混合酸液中的离子方程式为:H2SiF6 ^ H++HSiF6- ^ 2H++SiF62-H2S04=2H++S042_因为有中强酸氟硅酸部分电离存在，对混合酸液中的反应起到了一定缓冲作用，在一定程度上降低了硫酸酸性，使得酸液不会分解氟磷酸钙[Ca5 (PO4) 3F]，也就不会造成磷损失。加入亚硫酸可进一步降低反应液中H+的活性，但是由于亚硫酸易挥发、易氧化而必须控制使用量，本专利技术中亚硫酸与其他两种酸的配比科学合理，有利于化学反应的进行和资源的有效利用。本专利技术的有益效果:采用氟硅酸、硫酸和亚硫酸三者混合酸液作为脱镁剂，减少了P2O5的损失；生产工艺路线短，操作简单，一次性投资成本低；脱镁效果好，镁脱除率可以达到80%以上，所得精矿中镁含量低于I所得磷矿精矿品质好，品位提高了 5 10%，P205收率高，最佳工艺条件下可达99%以上，普遍提升P2O5含量3 5%。反应完成终点易于判定，测定反应液pH=3 6，即可判定反应完成。产品液相可以完全处理，生产氢氧化镁为粉末态，废液可供氟硅酸钠生产，不产生任何废渣废水等。采用硫酸、氟硅酸和添加剂混合而成的混合酸作为脱镁剂，一方面硫酸可以提高白云石反应活性，氟硅酸第一个氢离子电离常数与磷酸第一个氢离子电离常数接近，可以减少磷损失，在最佳工艺条件下，磷损失小于I %，镁脱除率大于80 %，所得溶液经过处理可得到氢氧化镁沉淀，处理后的废液可供氟硅酸钠生产使用，不会产生任何废弃物，处理后的氢氧化镁沉淀还能作为很好的无机阻燃剂添加剂。附图说明图1为本专利技术的工艺流程简图。具体实施例方式为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但不构成对本专利技术保护范围的限定。图1为本专利技术的工艺流程简图，如图1所示，本专利技术是将磷矿石碾磨成磷矿粉；将硫酸、亚硫酸和氟硅酸混合后得到混合酸；接着使磷矿粉和混合酸在升温、搅拌条件下反应；反应完毕后进行过滤，分离得到的固相经蒸馏水洗涤得到脱镁后的磷矿精矿；分离得到的液相为含镁盐的溶液，将其与洗涤固相后的洗涤水混合，并加入烧碱调节PH，反应所得物进行固液分离后得到氢氧化镁固体和废液；氢氧化镁固体经干燥、粉碎后得到粉末态氢氧化镁。实施例1取超低品位磷矿石(P2O5 ^ 28%,MgO ^ 3%,Mg0/P205 ^ 10%)o将磷矿石碾磨得到细度为60目的磷矿粉；将浓度为5%的亚硫酸和浓度为5%的硫酸加入到浓度17%的氟硅酸溶液中，加入的质量比为亚硫酸:硫酸:氟硅酸=1:1.2:1.3，搅拌均匀，得到混合酸脱镁剂；将磷矿粉加入到混合酸脱镁剂中，升温至30°C，搅拌速率300r/min，反应时间lOmin，至反应液pH=3时反应完成；反应完成后，趁热采用过滤方式将溶液与固相分离，溶液为含镁盐的溶液；用蒸馏水将固相洗涤至洗涤水呈中性，所得固体烘干，即为磷矿精矿；将含镁盐的溶液与洗涤水混合，加入沉淀剂烧碱，将溶液调至pH=9，在30°C下反应80min，经固液分离得到氢氧化镁固体和废液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低品位磷矿石脱镁并生产氢氧化镁的方法，是将磷矿粉与脱镁剂进行混合脱镁反应后，进行固液分离，固体为磷精矿，液体中加入中和沉淀剂得到含镁副产物；其特征在于：以超低品位磷矿石为原料，以亚硫酸、硫酸和氟硅酸的混合酸作为脱镁剂，将在固液分离后洗涤固相的洗涤水与分离所得溶液混合进行中和沉淀反应，所述生产流程为：（1）将磷矿石碾磨得到细度为60～100目的磷矿粉；将浓度≥5％的亚硫酸和浓度为1～20％的硫酸加入到浓度≥17％的氟硅酸溶液中，加入的质量比为亚硫酸：硫酸：氟硅酸=1：1.2：1.3，搅拌均匀，得到混合酸脱镁剂；（2）将磷矿粉加入到混合酸脱镁剂中，升温至30～60℃，搅拌速率300～350r/min，反应时间10～60min，至反应液pH=3～6时反应完成；（3）反应完成后，趁热采用过滤方式将溶液与固相分离，溶液为含镁盐的溶液；（4）用蒸馏水将固相洗涤至洗涤水呈中性，所得固体烘干，即为磷矿精矿；（5）将含镁盐的溶液与洗涤水混合，加入沉淀剂烧碱，将溶液调至pH=9～12，在30～60℃下反应30～80min，经固液分离得到氢氧化镁固体和废液；（6）将所得氢氧化镁固体经干燥、粉碎得到粉末态氢氧化镁。...

【技术特征摘要】
1.一种超低品位磷矿石脱镁并生产氢氧化镁的方法，是将磷矿粉与脱镁剂进行混合脱镁反应后，进行固液分离，固体为磷精矿，液体中加入中和沉淀剂得到含镁副产物；其特征在于:以超低品位磷矿石为原料，以亚硫酸、硫酸和氟硅酸的混合酸作为脱镁剂，将在固液分离后洗涤固相的洗涤水与分离所得溶液混合进行中和沉淀反应，所述生产流程为: (1)将磷矿石碾磨得到细度为60 100目的磷矿粉；将浓度>5%的亚硫酸和浓度为I 20%的硫酸加入到浓度> 17%的氟硅酸溶液中，加入的质量比为亚硫酸:硫酸:氟硅酸=1:1.2:1.3，搅拌均匀，得到混合酸脱镁剂； (2)将磷矿粉加入到混合酸脱镁剂中，升温至30 60°C，搅拌速率300 350r/min，反应时间10 60min，至反应液pH=3 6时反应完成； (3)反应完成后,趁热采用过滤方式将溶液与固相分离,溶液为含镁盐的溶液； (4)用蒸馏水将固相洗涤至洗涤水呈中性，所得固体烘干，即为磷矿精矿； (5)将含镁盐的溶液与洗涤水混合，加入沉淀剂烧碱，将溶液调至pH=9 12，在30 60°C下反应30 80min，经固液分离得到氢氧化镁固体和废液； (6 )将所得氢氧化镁固...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋同彬，韩朝应，王先炜，
申请(专利权)人：贵州开磷集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：