專利名稱：從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，具體的講是涉及一種濕法 磷酸生產(chǎn)的原料中低品位高鎂磷礦的預(yù)處理過程中采用化學(xué)方法脫出并回收磷礦中的鎂， 降低濕法磷酸及其下游產(chǎn)品中鎂含量的方法。
背景技術(shù)：
鎂的存在對磷礦的加工特別是濕法加工會帶來一系列極為不利的影響。由于磷礦 中的鎂鹽在濕法磷酸生產(chǎn)中將全部溶解在磷酸溶液中，在濕法磷酸生產(chǎn)中，由于鎂全部進(jìn) 入液相使磷酸中H+濃度大大降低，影響了磷礦的反應(yīng)，為了保持一定的H +濃度，就必須提 高液相的硫酸根離子濃度，這樣就造成硫酸鈣結(jié)晶細(xì)小。同時(shí)，由于Mg2+的存在，硫酸鈣結(jié) 晶成長為細(xì)長的針狀結(jié)晶，這就使磷石膏分離時(shí)不僅過濾強(qiáng)度下降，洗滌效率也隨之降低， 磷收率也就降低。對于相同規(guī)模的生產(chǎn)裝置，其實(shí)際生產(chǎn)能力隨著磷礦含鎂量的增加而下 降。不僅如此，由于大量的鎂進(jìn)入液相，生產(chǎn)出的磷酸含鎂量高，這也給磷酸的后續(xù)加工帶 來不利影響。比如，生產(chǎn)重鈣會引起二次磷礦分解率降低；生產(chǎn)磷銨則在磷酸濃縮時(shí)極易堵 塞系統(tǒng)，加大了系統(tǒng)清洗頻率，并使肥料的水溶磷和有效磷下降；生產(chǎn)磷酸鹽則由于鎂的存 在會降低其產(chǎn)品純度，或使磷酸凈化系統(tǒng)的負(fù)荷大大增加。對于脫出磷礦中包括鎂在內(nèi)的雜質(zhì)，目前國內(nèi)外流行的選礦方法是物理選礦。所 謂物理選礦主要是利用不同物質(zhì)在物理性能和比重上的差異，采用擦洗、重介質(zhì)選取和正 反浮選等物理方法來使磷礦和雜質(zhì)分離，達(dá)到富集磷礦的方法。但由于我國含鎂磷礦屬難 選的“膠磷礦”，碳酸鹽含量高，脈石礦物常以細(xì)微的鮞粒狀顆粒分散嵌布于其中，而且成本 較高，基建投資較大，生產(chǎn)費(fèi)用也較高，廢水難以處理。因此，僅采用物理選礦的方法選礦， 其結(jié)果并不令人滿意。中國專利CN19M046A中公開了一種化學(xué)脫鎂的方法，其采用復(fù)合脫鎂劑將鎂從 磷礦中脫離出來，復(fù)合脫鎂劑為濃硫酸或者濃硫酸與乙二胺四乙酸鈉或氟硅酸或硝酸的混 合物，這樣的復(fù)合脫鎂劑雖然能將磷礦中的鎂脫離出來，但是由于復(fù)合脫鎂劑的酸性強(qiáng)，容 易導(dǎo)致磷礦中的磷反應(yīng)后生成磷酸而造成磷損失，反應(yīng)機(jī)理如下
Ca10F2 (PO4) 6+H2S04+ H2O — H3PO4+ CaSO4. 2H20 +HF。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種既可脫去中低品位高鎂磷礦中的大部 分鎂，還能減小磷礦中磷的損失的從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，包括以 下工藝步驟
(1)在含鎂的磷礦粉或磷礦漿中加水配成質(zhì)量濃度為25-35%的漿液，升溫至5(T60°C， 攪拌下向上述漿液中加入脫鎂劑，并保持PH值為2. 0-4. 0、溫度5(T60°C，攪拌反應(yīng)2_3小 時(shí)，脫出磷礦中的鎂；所述脫鎂劑為硫酸氫鎂或者濃硫酸和硫酸鎂的混合物；(2)停止攪拌，對上述反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，固相為脫鎂后的磷精礦，液相為含鎂料
漿；
(3)步驟(2)得到的含鎂料漿進(jìn)入中和沉淀槽中，攪拌下加入中和沉淀劑調(diào)整PH值至 7. 5 9. 0進(jìn)行中和沉淀反應(yīng)，在5(T60°C的條件下反應(yīng)2(T60min，沉淀析出磷酸銨鎂；所述 中和沉淀劑為磷酸一銨或者磷酸一銨與碳酸氫銨或與氨水或與液氨中的任何一種的混合 物。(4)沉淀反應(yīng)完成后，對沉淀料漿進(jìn)行固液分離得到固體磷酸銨鎂。采用上述技術(shù)方案，用硫酸氫鎂或者濃硫酸和硫酸鎂的混合物作為脫鎂劑，硫酸 與硫酸鎂的反應(yīng)產(chǎn)物也為硫酸氫鎂Mg(HSO4)2),其脫鎂的機(jī)理如下
CaCO3 + Mg (HSO4) 2 + H2O — CaSO4 2H20 I + CO2 個 + MgSO4 MgCO3 + Mg (HSO4) 2 — MgS04+H20+C02 個 CaSiO3 + Mg(HSO4)2 + H2O — CaSO4 2H20 J, +SiO2 J, + MgSO4 MgSiO3 + Mg(HSO4)2 — MgS04+SiO2 I +H2O
首先鎂以MgSO4的形式留在液相中，同時(shí)碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成CaSO4. 2H20作為沉淀 沉淀出來，使其與鎂分離。由于硫酸氫鎂的酸性較濃硫酸或者濃硫酸與乙二胺四乙酸鈉 或氟硅酸或硝酸的混合物的酸性弱，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，硫酸氫鎂很難將CaltlF2(PO4)6 反應(yīng)成磷酸而造成磷損失。另一方面硫酸氫鎂作為鹽在料漿中溶解，有利于CaSO4 2H20和 Ca10F2(PO4)6的沉淀，并且提高了磷酸銨鎂的質(zhì)量。本發(fā)明的脫鎂率可達(dá)到70% 85%，而 磷損失小于3%。本發(fā)明回收鎂的機(jī)理為
PO廣 + 6H20+Mg2+ + NH4+ — MgNH4PO4 · 6H20 J,
另外步驟4中所得濾液(含硫酸銨)可返回濕法磷酸生產(chǎn)使用。這既可使水資源得到循 環(huán)利用，又可避免將分離及洗滌液排放對環(huán)境造成污染。為了使得反應(yīng)更充分，所述含鎂的磷礦粉或磷礦漿的細(xì)度達(dá)到85%的含鎂磷礦粉 或磷礦漿過100目篩子。為了減少鎂損失，降低磷精礦中的鎂含量步驟(2)中分離后的固相用水洗滌，洗 滌后的液體并入含鎂料漿中。在上述技術(shù)方案中所述脫鎂劑為硫酸氫鎂。在上述技術(shù)方案中所述脫鎂劑由98%的濃硫酸40-60份，硫酸鎂40-60份混合均 勻后得到。在上述技術(shù)方案中沉淀反應(yīng)完成后，對沉淀料漿進(jìn)行強(qiáng)制真空過濾，濾餅用水或 含磷廢水洗滌得到固體磷酸銨鎂。在上述技術(shù)方案中步驟(4)中得到的磷酸銨鎂在80-100°C條件下采用氣流干燥 后，直接用作緩釋肥或作緩控/釋肥包膜劑。在上述技術(shù)方案中，所述中和沉淀劑為磷酸一銨。使得鎂最后以磷酸銨鎂的形式 沉淀出來，生成的磷酸銨鎂可以用于生產(chǎn)磷酸銨鎂緩釋肥。在上述技術(shù)方案中，所述中和沉淀劑為磷酸一銨與碳酸氫銨或氨水或液氨中的任 何一種的混合物。在反應(yīng)的過程中根據(jù)鎂的溶出量(由添加脫鎂劑的量可以得出)添加磷酸 一銨，碳酸氫銨或氨水或液氨的添加使得反應(yīng)液中也有足夠的NH4+,有利于磷酸銨鎂的形成以及沉淀。有益效果本發(fā)明回收鎂的效率高，磷損失小，工藝簡單可靠，適合工業(yè)化生產(chǎn)。 具體實(shí)施方案下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明 實(shí)施例1
(1)取中低品位高鎂磷礦(P2O5含量為25. 2%，MgO含量為3. 14%,MgO/ P2O5為12. 46%) 研磨成磷礦粉，磷礦粉細(xì)度為80%過100目篩子。取650克礦粉于反應(yīng)槽中，加水1625g攪 拌。水浴升溫至60°C，加入脫鎂劑(由98%濃硫酸50份和硫酸鎂50份混合后得到)調(diào)節(jié)PH 值等于3. 5時(shí)停止加脫鎂劑，共加入脫鎂劑235. 7g，把水浴溫度恒溫至60°C，攪拌反應(yīng)2h， 使磷礦中的鎂在酸的作用下被溶出。(2)脫鎂反應(yīng)料漿以強(qiáng)制真空過濾的方式(當(dāng)量大的時(shí)候可以采用離心處理)進(jìn)行 固液分離，并用適量清水洗滌濾餅。濾餅為脫鎂磷精礦，即可進(jìn)入濕法磷酸的生產(chǎn)，其組成 如下
權(quán)利要求
1.一種從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，包括以下工藝步驟(1)在含鎂的磷礦粉或磷礦漿中加水配成質(zhì)量濃度為25-35%的漿液，升溫至5(T60°C， 攪拌下向上述漿液中加入脫鎂劑，并保持PH值為2. 0-4. 0、溫度5(T60°C，攪拌反應(yīng)2_3小 時(shí)，脫出磷礦中的鎂；所述脫鎂劑為硫酸氫鎂或者濃硫酸和硫酸鎂的混合物；(2)停止攪拌，對上述反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，固相為脫鎂后的磷精礦，液相為含鎂料漿；(3)步驟(2)得到的含鎂料漿進(jìn)入中和沉淀槽中，攪拌下加入中和沉淀劑調(diào)整PH值至 7. 5 9. 0進(jìn)行中和沉淀反應(yīng)，在5(T60°C的條件下反應(yīng)2(T60min，析出磷酸銨鎂；所述中和沉淀劑為磷酸一銨或者磷酸一銨與碳酸氫銨或與氨水或與液 氨中的任何一種的混合物；(4)沉淀反應(yīng)完成后，對沉淀料漿進(jìn)行固液分離得到固體磷酸銨鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于所述含鎂 的磷礦粉或磷礦漿的細(xì)度達(dá)到85%的含鎂的磷礦粉或磷礦漿過100目篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于步驟(2)中 分離后的固相用水洗滌，洗滌后的液體并入含鎂料漿中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于所述脫鎂 劑為硫酸氫鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于所述脫鎂 劑由98%的濃硫酸40-60份，硫酸鎂40-60份混合均勻后得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于步驟(4)中 沉淀反應(yīng)完成后，對沉淀料漿進(jìn)行強(qiáng)制真空過濾，濾餅用水或含磷廢水洗滌得到固體磷酸銨鎂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于步驟(4) 中得到的磷酸銨鎂在80-100°C條件下采用氣流干燥后，直接用作緩釋肥或作緩控/釋肥包 膜劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于所述中和 沉淀劑為磷酸一銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，其特征在于所述中和 沉淀劑為磷酸一銨與碳酸氫銨或與氨水或與液氨中的任何一種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從中低品位高鎂磷礦中回收鎂的方法，用于濕法磷酸生產(chǎn)的原料磷礦的預(yù)處理并回收鎂。先用脫鎂劑對中低品位高鎂磷礦進(jìn)行化學(xué)法脫鎂，使磷礦中的大部分的鎂從磷礦漿中溶出；脫鎂反應(yīng)結(jié)束時(shí)形成的料漿進(jìn)行固液分離，所得的固體濾餅即為脫鎂磷精礦，即可進(jìn)入濕法磷酸的生產(chǎn)；濾液作為脫鎂料漿，進(jìn)入下一部沉淀反應(yīng)工序，加入適量的中和沉淀劑調(diào)整pH值7.5~9.0進(jìn)行沉淀反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，固體沉淀物磷酸銨鎂經(jīng)過氣流干燥后即得到成品磷酸銨鎂緩施肥。所得濾液(含硫酸銨)可返回濕法磷酸生產(chǎn)使用。
文檔編號C22B3/08GK102115819SQ20111002873
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者劉小春, 周佩, 方定偉, 盛勇, 胡曼川, 譚偉, 陳明鳳, 黃磊 申請人:中化重慶涪陵化工有限公司