專利名稱：一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法。
技術(shù)背景
由于我國(guó)的磷礦大多數(shù)為中低品位磷礦，一般需要通過化學(xué)浮選選礦并富集成商品磷精礦，與此同時(shí)在浮選選礦過程中產(chǎn)生大量的含磷、鎂、鈣的尾礦，一般將以重量百分比計(jì)=P2O5為2% 9%，MgO為16% 21%，CaO為28% 38%的尾礦稱為高鎂磷尾礦。長(zhǎng)期以來，因?yàn)樵撐驳V含磷較低，通常被當(dāng)作廢棄物采用堆存方式進(jìn)行處理，不僅占用寶貴的土地資源，企業(yè)還要付出昂貴的堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，環(huán)保壓力也十分大。如何將該尾礦回收利用、變廢為寶，成為磷化工行業(yè)的一個(gè)重要難題。
在中國(guó)專利數(shù)據(jù)庫中涉及磷礦尾礦利用的申請(qǐng)件有例如200610018780. 8號(hào)《利用磷礦選礦后的含磷尾礦制取磷酸并副產(chǎn)建筑用磚的方法》、200810058958. 0號(hào)《利用磷礦浮選副產(chǎn)尾礦直接制備磷鎂肥料的方法》、200910218353. 8號(hào)《一種利用磷礦浮選尾礦高爐法制備鈣鎂磷肥的方法》、200810124040. 1號(hào)《一種磷礦尾礦砂的綜合處理方法》等等。這些方法雖各具特色，然而這些方法均沒有涉及采用硅熱還原法提取磷尾礦中的鎂用于制備金屬鎂的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種以選礦廢棄物高鎂磷尾礦為原料，采用硅熱還原法制備金屬鎂的新方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，包括以下步驟組成(1)將高鎂磷尾礦在900 120(TC下煅燒成高鎂磷尾礦煅白；(2)按質(zhì)量百分比計(jì)取所述高鎂磷尾礦煅白75% 86%、還原劑硅鐵13% 20%和添加劑螢石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)將所述混合物料以5MPa 50MPa壓力壓制成球狀或塊狀的球團(tuán)料；(4)將所述球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1000 1200°C、壓強(qiáng)1 141 下反應(yīng)4 20 小時(shí)，使球團(tuán)中的鎂化合物與硅鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成的金屬鎂以鎂蒸汽的形式存在，鎂蒸汽在與還原罐相連接的冷凝器中冷凝后得到金屬鎂。
上述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其中所述的高鎂磷尾礦為磷礦在選礦過程中獲取高品位五氧化二磷的磷精礦后排放的含低品位五氧化二磷的礦物，含有 P2O5 為 2% 10%，MgO 為 15% 21%，CaO 為 28% 40%。
上述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其中所述的還原劑硅鐵的 Si ≥ 74%ο
上述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其中所述的添加劑螢石粉含 CaF2≥ 90%。
本發(fā)明采用高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下特點(diǎn)1、我國(guó)一般采用皮江法制備金屬鎂，使用的原料主要為白云石，本發(fā)明不使用白云石而采用工業(yè)廢棄物高鎂磷尾礦為主要原料，擴(kuò)大了制備金屬鎂的原材料范圍，填補(bǔ)了我國(guó)以高鎂磷尾礦為原料熱還原生產(chǎn)金屬鎂的空白。
2、原料廉價(jià)，高鎂磷尾礦在磷礦企業(yè)一般被當(dāng)作廢棄物采用堆存方式進(jìn)行處理， 不僅占用寶貴的土地資源，企業(yè)還要付出昂貴的堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用。采用高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂不僅原料高鎂磷尾礦成本接近為零，并且為磷礦企業(yè)減少了廢棄物排放， 變廢為寶，意義重大。
3、采用高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂，相比磷尾礦的其它處理技術(shù)，本發(fā)明較好的利用了該磷尾礦中的鎂資源，提高了該鎂資源的使用價(jià)值，避免了該磷尾礦中鎂資源的低水平利用。
本發(fā)明采用高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂，既解決了工業(yè)固體廢棄物高鎂磷尾礦的綜合利用，又?jǐn)U大了制備金屬鎂的原料范圍。本發(fā)明用高鎂磷尾礦制備金屬鎂，變廢為寶，走出一條用工業(yè)廢棄物開發(fā)出高附加值產(chǎn)品的新思路，這不僅符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的相關(guān)政策要求，還具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，在我國(guó)磷化工行業(yè)具有很好的示范意義和推廣價(jià)值。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施過程如下一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，它包括以下步驟(1)將高鎂磷尾礦在900 120(TC下煅燒成高鎂磷尾礦煅白；(2)按質(zhì)量百分比計(jì)取所述高鎂磷尾礦煅白75% 86%、還原劑硅鐵13% 20%和添加劑螢石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)將所述混合物料以5MPa 50MPa壓力壓制成球狀或塊狀的球團(tuán)料；(4)將所述球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1000 1200°C、壓強(qiáng)1 141 下反應(yīng)4 20 小時(shí)，使球團(tuán)中的鎂化合物與硅鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成的金屬鎂以鎂蒸汽的形式存在，鎂蒸汽在與還原罐相連接的冷凝器中冷凝后得到金屬鎂。
所述的高鎂磷尾礦為磷礦在選礦過程中獲取高品位五氧化二磷的磷精礦后排放的含低品位五氧化二磷的礦物，含有P2O5為H 10%，Mg0為15% 21%，CaO為28% 40%。 所述的還原劑硅鐵的Si ^ 74%。所述的添加劑螢石粉含CaF2 ^ 90%。
為了便于理解本發(fā)明，下面實(shí)施例子闡述本發(fā)明內(nèi)容，本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1高鎂磷尾礦化學(xué)成分:P2055. 83%、Mg019. 17%、Ca034. 47%將高鎂磷尾礦在1100°C下煅燒成高鎂磷尾礦煅白，按質(zhì)量百分比計(jì)取高鎂磷尾礦煅白 81%、品位為75%Si的還原劑硅鐵16. 3%和品位為95% CaF2的螢石粉2. 7%，混合均勻后，在 20MI^壓力下壓制成球狀的球團(tuán)料，將球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1160°C、壓強(qiáng)10 下進(jìn)行還原反應(yīng)12小時(shí)，從冷凝器中得到的冷凝物經(jīng)分析確定為金屬鎂，其純度大于90%，金屬鎂的收率大于85%。
實(shí)施例2高鎂磷尾礦化學(xué)成分P2056. 00%、Mg018. 27%、Ca036. 80%將高鎂磷尾礦在1150°C下煅燒成高鎂磷尾礦煅白，按質(zhì)量百分比計(jì)取高鎂磷尾礦煅白 82%、品位為75%Si的還原劑硅鐵15. 3%和品位為95% CaF2的螢石粉2. 7%，混合均勻后，在 25MI^壓力下壓制成球狀的球團(tuán)料，將球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1130°C、壓強(qiáng)8 下進(jìn)行還原反應(yīng)10小時(shí)，從冷凝器中得到的冷凝物經(jīng)分析確定為金屬鎂，其純度大于91%，金屬鎂的收率大于82%。
實(shí)施例3高鎂磷尾礦化學(xué)成分:P2056. 35%、Mg018. 60%、Ca037. 42%將高鎂磷尾礦在1050 V下煅燒成高鎂磷尾礦煅白，按質(zhì)量百分比計(jì)取高鎂磷尾礦煅白 82%、品位為75%Si的還原劑硅鐵15. 5%和品位為95% CaF2的螢石粉2. 5%，混合均勻后，在 30MPa壓力下壓制成球狀的球團(tuán)料，將球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1110°C、壓強(qiáng)12 下進(jìn)行還原反應(yīng)15小時(shí)，從冷凝器中得到的冷凝物經(jīng)分析確定為金屬鎂，其純度大于92%，金屬鎂的收率大于85%。
實(shí)施例4高鎂磷尾礦化學(xué)成分:P2059. 85%、Mg015. 07%、Ca039. 86%將高鎂磷尾礦在900°C下煅燒成高鎂磷尾礦煅白，按質(zhì)量百分比計(jì)取高鎂磷尾礦煅白 85. 7%、品位為75%Si的還原劑硅鐵13%和品位為98% CaF2的螢石粉1. 3%，混合均勻后，在壓力下壓制成球狀的球團(tuán)料，將球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1000°C、壓強(qiáng)1 下進(jìn)行還原反應(yīng)20小時(shí)，從冷凝器中得到的冷凝物經(jīng)分析確定為金屬鎂，其純度大于90%，金屬鎂的收率大于70%。
實(shí)施例5高鎂磷尾礦化學(xué)成分P2052· 14%、MgO2O. 91%,Ca028. 29%將高鎂磷尾礦在1200°C下煅燒成高鎂磷尾礦煅白，按質(zhì)量百分比計(jì)取高鎂磷尾礦煅白 75%、品位為74%Si的還原劑硅鐵20%和品位為90% CaF2的螢石粉5%，混合均勻后，在50MPa 壓力下壓制成球狀的球團(tuán)料，將球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1200°C、壓強(qiáng)14 下進(jìn)行還原反應(yīng)4小時(shí)，從冷凝器中得到的冷凝物經(jīng)分析確定為金屬鎂，其純度大于85%，金屬鎂的收率大于90%。
權(quán)利要求
1.一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將高鎂磷尾礦在900 120(TC下煅燒成高鎂磷尾礦煅白；(2)按質(zhì)量百分比計(jì)取所述高鎂磷尾礦煅白75% 86%、還原劑硅鐵13% 20%和添加劑螢石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)將所述混合物料以5MPa 50MPa壓力壓制成球狀或塊狀的球團(tuán)料；(4)將所述球團(tuán)料投入還原罐中，在溫度1000 1200°C、壓強(qiáng)1 141 下反應(yīng)4 20 小時(shí)，使球團(tuán)中的鎂化合物與硅鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成的金屬鎂以鎂蒸汽的形式存在，鎂蒸汽在與還原罐相連接的冷凝器中冷凝后得到金屬鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其特征在于所述的高鎂磷尾礦為磷礦在選礦過程中獲取高品位五氧化二磷的磷精礦后排放的含低品位五氧化二磷的礦物，含有P2O5為2% 10%，MgO為15% 21%，CaO為28% 40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其特征在于所述的還原劑硅鐵的Si彡74%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，其特征在于所述的添加劑螢石粉含CaF2 ^ 90%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以高鎂磷尾礦為原料制備金屬鎂的方法，包括如下步驟(1)將高鎂磷尾礦在900～1200℃下煅燒成高鎂磷尾礦煅白；(2)將高鎂磷尾礦煅白、硅鐵和螢石粉按一定的質(zhì)量百分比配料并混合均勻后得到混合物料；(3)將混合物料以一定壓力壓制球團(tuán)料；(4)將球團(tuán)料投入還原罐中，在一定溫度壓強(qiáng)下進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)生成的鎂蒸汽冷凝收集后得到金屬鎂。本發(fā)明擴(kuò)大了廢棄物高鎂磷尾礦的利用范圍，較好地回收了其中的鎂資源，避免了鎂資源的浪費(fèi)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
文檔編號(hào)C22B26/22GK102534254SQ201210085979
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者何浩明, 劉旭, 楊三可, 胡厚美, 胡宏 申請(qǐng)人:甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司