一種由中低品位磷礦制取磷精礦副產(chǎn)含鎂碳酸鈣的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種由中低品位磷礦制取磷精礦副產(chǎn)含 鎂碳酸鈣的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)磷礦儲(chǔ)量位居世界第二，但與世界有關(guān)國(guó)家相比，在礦石質(zhì)量、可選性和磷礦 石開(kāi)采等方面都有較大差距，可供加工利用的磷礦石的基礎(chǔ)儲(chǔ)量相對(duì)較低，只有40. 54億 噸，低品位礦多，其中P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%的富礦僅為11. 08億噸，中國(guó)磷礦P2O5平均質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為17%左右，絕大部分磷礦必需經(jīng)過(guò)富集后才能滿足磷酸和高濃度磷肥生產(chǎn)要求， 按照目前開(kāi)采磷礦石速度，如果全部用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的富礦僅能維持10年左右，經(jīng)濟(jì)儲(chǔ) 量?jī)H能維持40年左右，未來(lái)將被迫開(kāi)采成本更高的中低品位磷礦。
[0003] 上述的中低品位磷礦是指P2O5含量低于30 %的磷礦，需要經(jīng)過(guò)選礦得到磷 精礦粉。選礦的目的是脫除磷礦中的脈石礦物。磷礦中碳酸鹽脈石主要是白云石 (CaCO3 ?MgCO3)、方解石（CaCO3)和氟磷灰石（Ca5F(PO4) 3)，在磷礦選礦中一般采用反 浮選，該工藝目前比較成熟，可以使排出的尾礦P2O5S10%，MgO彡15%。如專利號(hào)為 CN201410525643.8的發(fā)明專利：一種鹽酸分解磷礦部分脫鈣生產(chǎn)高濃度氯基復(fù)合肥的方 法，其工藝過(guò)程包括：A)磷礦酸解；B)酸解液脫氟、部分脫鈣；C)氨化；D)濃縮；E)加鉀造 粒得到高濃度氯基復(fù)合肥。其得到產(chǎn)品產(chǎn)品為磷石膏、高濃度氯基復(fù)合肥和尾礦（礦渣）。 我國(guó)甕安、福泉等地建成大規(guī)模的浮選廠，但是其排出的尾礦堆存需占用土地，處理起來(lái)非 常困難。目前用硝酸銨預(yù)處理中低品位磷礦制磷精礦及含鎂碳酸鈣的方法還未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種由中低品位磷礦制取磷精礦副產(chǎn)含鎂碳 酸鈣的工藝，其技術(shù)方案包括以下步驟：
[0005] (1)將中低品位磷礦在900~IKKTC下煅燒，得到煅燒料和二氧化碳；
[0006] (2)煅燒料加入硝酸銨溶液在攪拌狀況下進(jìn)行浸取，產(chǎn)生氨氣，過(guò)濾分離得到浸 出液A、浸出渣A，浸出渣A通過(guò)水洗后干燥得到磷精礦；
[0007] (3)向浸出液A中加入碳酸銨溶液并攪拌，過(guò)濾分離得到浸出液B和沉淀渣B，浸 出液B為硝酸銨溶液，沉淀渣B通過(guò)干燥得到含鎂碳酸鈣。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)的碳酸銨溶液為步驟（1)釋放的二氧化碳與步驟（2) 釋放的氨氣用水吸收的產(chǎn)物。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的步驟（2)的硝酸銨的濃度為10~50%。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)的碳酸銨的濃度為10~35%。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的步驟⑵的浸取溫度為60~100°C，反應(yīng)時(shí)間為30~120min。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)溫度控制在20~25°C，反應(yīng)時(shí)間控制在30~90min。
[0013] 進(jìn)一步的，所示的浸出渣A的水洗液回用到步驟（2)中。
[0014] 進(jìn)一步的，所述的沉淀渣B在干燥前經(jīng)過(guò)水洗，水洗液混入浸出液B中。
[0015] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)得到硝酸銨溶液回用到步驟（2)中。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 1、本發(fā)明以中低品位磷礦為主要原料制備磷精礦，破除原有的采用兩次反浮選富 集磷精礦的工藝，在900~1100°C的溫度下煅燒，使得方解石和白云石分解，含有五氧化二 磷的化合物不分解，通過(guò)硝酸銨液浸取得到磷精礦，且能有效地對(duì)中低品位磷礦中的磷、鈣 和鎂進(jìn)行回收利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，該方法不產(chǎn)生尾礦，有效解決了尾礦大量 堆積而帶來(lái)的大量土地被占用以及環(huán)境污染等問(wèn)題。
[0018] 2、本發(fā)明對(duì)中低品位磷礦的煅燒料不經(jīng)過(guò)水消化處理，使氧化鈣、氧化鎂與硝酸 銨反應(yīng)生成硝酸鈣、硝酸鎂和氨氣，使得煅燒料中的氧化鈣和氧化鎂與磷精礦能有效地分 離，提高了磷精礦的五氧化二磷含量。
[0019] 3、本發(fā)明對(duì)中低品位磷礦的煅燒料先經(jīng)過(guò)硝酸銨浸取后，濾液與碳酸銨反應(yīng)，使 得溶液中的鈣、鎂元素能夠充分形成碳酸鈣、碳酸鎂沉淀，保證了濾液中的鈣、鎂得到充分 利用。
[0020] 4、本發(fā)明工藝中，得到的磷精礦和含鎂碳酸鈣都經(jīng)過(guò)水洗，進(jìn)一步地減少了磷精 礦和含鎂碳酸鈣的雜質(zhì)。
[0021] 5、本發(fā)明工藝中，使用的碳酸銨溶液為步驟（1)煅燒產(chǎn)生的二氧化碳與步驟（2) 產(chǎn)生的氨氣在水中反應(yīng)得到的溶液，不僅減少了原料的成本，同時(shí)使該工藝產(chǎn)生的氣體得 到充分利用，避免了資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。
[0022] 6、本發(fā)明在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)廢液進(jìn)行了回收利用，大大的降低了生產(chǎn)成本，減少了 向外排放污水以及固體廢棄物，具有顯著的環(huán)保意義。
[0023] 本發(fā)明得到的磷精礦產(chǎn)品中，磷精礦中的五氧化二磷含量在35%以上，氧化鎂含 量小于0. 5%。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。實(shí)施例 僅僅是對(duì)該發(fā)明的舉例說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，實(shí)施例中未作具體說(shuō)明的步驟均是已 有技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。
[0026] 本實(shí)施例采用的中低品位磷礦為甕福磷礦作為試驗(yàn)對(duì)象，各具體含量如下：
[0027] 表1甕福中低品位磷礦組成
[0028]
[0029] 實(shí)施例一
[0030] 本發(fā)明提供的一種由中低品位磷礦制取磷精礦副產(chǎn)含鎂碳酸鈣的工藝，工藝流程 如圖1所示，包括以下步驟：
[0031] (1)將100g中低品位磷礦在900~1100°C下煅燒（工廠生產(chǎn)為中低品位磷 礦與無(wú)煙煤混合煅燒）；得到煅燒料和二氧化碳，通過(guò)研宄表明，中低品位磷礦中白云石 (CaCO3 ^MgCO3)、方解石（CaCO3)和氟磷灰石（Ca5F(PO4) 3)，其中白云石和方解石在750°C以 上的高溫就開(kāi)始分解，反應(yīng)式如下：
[0032] CaCO3 ?MgCO3=Ca0+Mg0+2C0 2
[0033] CaCO3=CaCHCO2
[0034] 同時(shí)氟磷灰石（Ca5F(PO4)3)的分解溫度為1650°C，在900~1100°C的范圍內(nèi)不會(huì) 分解；
[0035] (2)煅燒料加入硝酸銨溶液在攪拌條件下進(jìn)行浸取，產(chǎn)生氨氣，過(guò)濾分離得到浸出 液A和浸出渣A;其反應(yīng)為：
[0036] Ca0+2NH4N03=Ca(NO3) 2+H20+2NH3
[0037] Mg0+2NH4N03=Mg(NO3) 2+H20+2NH3
[0038] 為了保證反應(yīng)充分進(jìn)行，所述的硝酸銨濃度控制在10%，加入量為600ml，浸取溫 度控制在l〇〇°C，反應(yīng)時(shí)間控制在30min。
[0039] 浸出渣A的主要成分是氟磷灰石（Ca5F(PO4)3),通過(guò)水洗后，干燥得到磷精礦，水 洗液加入本步驟中；
[0040] (3)向浸出液A中加入碳酸銨溶液并攪拌，過(guò)濾分離得到浸出液B和沉淀渣B，其 反應(yīng)式如下：
[0041] Ca(NO3) 2+ (NH4) 2C03 =CaCO3+2NH4N03
[0042] Mg(NO3) 2+ (NH4) 2C03 =MgCO3++2NH4N03
[0043] 浸出液B為硝酸銨溶液，回用到步驟（2)中，浸出渣為碳酸鈣和碳酸鎂的混合物， 通過(guò)干燥得到含鎂碳酸鈣；
[0044] 為了使反應(yīng)充分地進(jìn)行，所述的碳酸銨的濃度為10%