用再生磷酸浸取含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及磷的化合物，尤其涉及磷酸，也涉及磷石膏，還涉及稀土，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，涉及用磷酸浸取磷礦制取磷酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，傳統(tǒng)的濕法磷酸是用硫酸萃取磷礦制得的，其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量磷石膏由于品質(zhì)低，不能得到很好的綜合利用；如果使用含稀土磷礦，磷礦中伴生的稀土資源會(huì)大量進(jìn)入磷石膏而被貧化，很難得到優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏，因此磷礦中稀土資源的回收利用并非易事，因此含稀土磷礦的利用也不易。所以對(duì)于含稀土磷礦不能使用傳統(tǒng)的工藝。
[0003]中國(guó)專利數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及含稀土磷礦利用的專利申請(qǐng)件有991174135號(hào)《稀土過(guò)磷酸鈣及其生產(chǎn)方法》、ZL2006100571056號(hào)《一種稀土添加劑和含該添加劑的稀土過(guò)磷酸鈣及其制備方法》、ZL2006102009881號(hào)《降低磷酸中稀土含量的方法》、ZL2007101797497號(hào)《一種以磷塊巖礦為原料濕法制取磷酸及從中提取稀土的工藝方法》、ZL2009100787938號(hào)《一種采用離心萃取設(shè)備從磷酸中富集微量稀土的工藝》、2010101803875號(hào)《一種含稀土復(fù)鹽的磷酸鎂銨緩釋肥及其制備方法》、2014107642837號(hào)《從生產(chǎn)磷酸后的磷礦渣中回收稀土的方法》等，上述這些專利技術(shù)并不能解決從含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種用再生磷酸浸取含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的方法，既可充分利用含稀土磷礦資源又得到優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏，從而解決傳統(tǒng)濕法磷酸生產(chǎn)中產(chǎn)生大量磷石膏廢棄物的難題，降低環(huán)保壓力，并提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]發(fā)明人提供的用再生磷酸浸取含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的方法，包括以下步驟:
(1)將含稀土磷礦與再生磷酸通過(guò)計(jì)量后一同進(jìn)入一段浸取槽，使再生磷酸與含稀土磷礦發(fā)生一段浸取反應(yīng)；
(2)一段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段浸取槽，加入再生磷酸繼續(xù)進(jìn)行浸取反應(yīng)；
(3)二段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段壓濾機(jī)，壓濾出的濾液也進(jìn)入磷酸二氫鈣貯槽，形成含稀土的磷酸二氫鈣溶液；
(4)含稀土的磷酸二氫鈣溶液栗送至去硫酸根槽，加入濃硫酸與溶液中游離鈣反應(yīng)，得到含有磷石膏和稀土的磷酸；
(5)含有磷石膏和稀土的磷酸通過(guò)壓濾機(jī)壓濾，得到含稀土的優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏，該磷酸即為再生磷酸；
(6)得到的再生磷酸一部分返回第(I)步、第(2)步的浸取工序用于浸取含稀土磷礦，另一部分作為磷酸成品；如此反復(fù)，即可制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏。
[0006]上述方法第(I)步中，所述再生磷酸是用本方法制得、回用的磷酸，所述一段浸取反應(yīng)的工藝條件是控制再生磷酸與磷精礦液固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間2?6h。
[0007]上述方法第(2)步中，所述絮凝劑是陰離子或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺;所述二段浸取反應(yīng)的工藝條件是控制固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°(3?80°(3，反應(yīng)時(shí)間2?611。
[0008]上述方法第(3)步中，所述絮凝劑是陰離子或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
[0009]上述方法第(4)步中，所述濃硫酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸，硫酸與磷酸二氫鈣溶液的反應(yīng)條件控制在溫度為60 ± 10°C，反應(yīng)時(shí)間2?4h，硫酸根與鈣離子的摩爾比為1:1?
1.2:1ο
[0010]上述方法第(5)步中，所述優(yōu)質(zhì)磷酸為以P2O5計(jì)濃度23%?26%、稀土含量為0.15?0.25g/L的含稀土磷酸;所述優(yōu)質(zhì)磷石膏是白度大于90%，純度大于97%的磷石膏。
[0011]發(fā)明人指出:上述含稀土磷酸可用于回收稀土資源；上述優(yōu)質(zhì)磷石膏經(jīng)水洗后的質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到磷石膏國(guó)標(biāo)68八23456-2009—等品標(biāo)準(zhǔn)，適合采用干法€[、濕法€[工藝生產(chǎn)6.0級(jí)以上的高強(qiáng)度石膏粉，直接炒制得到的β建筑石膏粉經(jīng)改性粉磨后可以達(dá)到國(guó)標(biāo)GB/Τ9776-2008標(biāo)準(zhǔn)的建筑石膏一等品標(biāo)準(zhǔn)。
[0012]本發(fā)明的方法可以處理伴生稀土含量?jī)H為0.06%?0.13%的中低品位磷礦，用本工藝在制取優(yōu)質(zhì)磷酸的同時(shí)可以獲得優(yōu)質(zhì)磷石膏，同時(shí)為伴生稀土資源的綜合回收利用創(chuàng)造了條件，通過(guò)控制合適的工藝條件，磷的浸出率可達(dá)到95%?99%，稀土的浸出率可達(dá)到85%?90%，有利于含稀土磷礦資源的利用。優(yōu)質(zhì)磷石膏便于應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)濕法磷酸生產(chǎn)中產(chǎn)生大量磷石膏廢棄物難以利用的難題，大大降低了環(huán)保壓力，并提高了濕法磷酸生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。適用于中低品位伴生稀土的磷礦。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
將含稀土磷礦與再生磷酸通過(guò)計(jì)量后一同進(jìn)入一段浸取槽，使再生磷酸與含稀土磷礦發(fā)生一段浸取反應(yīng)，反應(yīng)的工藝條件是控制再生磷酸與磷精礦液固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間2?6h;—段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑聚丙烯酰胺，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段浸取槽，加入再生磷酸繼續(xù)進(jìn)行浸取反應(yīng)，反應(yīng)的工藝條件是控制固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間2?6h; 二段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑聚丙烯酰胺，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段壓濾機(jī)，壓濾出的濾液也進(jìn)入磷酸二氫鈣貯槽，形成含稀土的磷酸二氫鈣溶液;含稀土的磷酸二氫鈣溶液栗送至去硫酸根槽，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，硫酸與磷酸二氫鈣溶液的反應(yīng)條件控制在溫度為60 ± 10°C，反應(yīng)時(shí)間2?4h，硫酸根與鈣離子的摩爾比為1:1?1.2:1，使其中硫酸根與溶液中游離鈣反應(yīng)，得到含有磷石膏和稀土的磷酸;最后，含有磷石膏和稀土的磷酸通過(guò)壓濾機(jī)壓濾，得到含稀土的優(yōu)質(zhì)磷酸和白度大于90%，純度大于97%的優(yōu)質(zhì)磷石膏；其中優(yōu)質(zhì)磷酸為以P2O5計(jì)濃度23%?26%、稀土含量為0.15?0.25g/L的含稀土磷酸;得到的再生磷酸一部分返回第(I)步、第(2)步的浸取工序用于浸取含稀土磷礦，另一部分作為磷酸成品；如此反復(fù)，即可制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用再生磷酸浸取含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)將含稀土磷礦與再生磷酸通過(guò)計(jì)量后一同進(jìn)入一段浸取槽，使再生磷酸與含稀土磷礦發(fā)生一段浸取反應(yīng)； (2)—段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段浸取槽，加入再生磷酸繼續(xù)進(jìn)行浸取反應(yīng)； (3)二段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑，使清液與渣漿分離，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用栗送至二段壓濾機(jī)，壓濾出的濾液也進(jìn)入磷酸二氫鈣貯槽，形成含稀土的磷酸二氫鈣溶液； (4)含稀土的磷酸二氫鈣溶液栗送至去硫酸根槽，加入濃硫酸與溶液中游離鈣反應(yīng)，得到含有磷石膏和稀土的磷酸； (5)含有磷石膏和稀土的磷酸通過(guò)壓濾機(jī)壓濾，得到含稀土的優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏，該磷酸即為再生磷酸； (6)得到的再生磷酸一部分返回第(I)步、第(2)步的浸取工序用于浸取含稀土磷礦，另一部分作為磷酸成品；如此反復(fù)，即可制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(I)步中，所述再生磷酸是用本方法制得、回用的磷酸，所述一段浸取反應(yīng)的工藝條件是控制再生磷酸與磷精礦液固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間2?6h。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(2)步中，所述絮凝劑是陰離子或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺;所述二段浸取反應(yīng)的工藝條件是控制固比8:1?15:1，反應(yīng)溫度30°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間2?6h。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(3)步中，所述絮凝劑是陰離子或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(4)步中，所述濃硫酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸，硫酸與磷酸二氫鈣溶液的反應(yīng)條件控制在溫度為60±10°C，反應(yīng)時(shí)間2?4h，硫酸根與鈣離子的摩爾比為1:1?1.2:1。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(5)步中，所述優(yōu)質(zhì)磷酸為以P2O5計(jì)濃度23%?26%、稀土含量為0.15?0.25g/L的含稀土磷酸;所述優(yōu)質(zhì)磷石膏是白度大于90%，純度大于97%的磷石膏。
【專利摘要】用再生磷酸浸取含稀土磷礦制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏的方法，是將含稀土磷礦與再生磷酸計(jì)量后一同進(jìn)入一段浸取槽發(fā)生浸取反應(yīng),之后，在料漿中加入絮凝劑，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用泵送至二段浸取槽，加入再生磷酸繼續(xù)浸??；二段浸取反應(yīng)結(jié)束后，在料漿中加入絮凝劑，清液溢流至磷酸二氫鈣貯槽，渣漿用泵送至二段壓濾機(jī)，濾液也進(jìn)入磷酸二氫鈣貯槽，形成含稀土的磷酸二氫鈣溶液；在該溶液中加入濃硫酸，反應(yīng)后得到含有磷石膏和稀土的磷酸；最后，通過(guò)壓濾得到含稀土的優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏。用本方法可以同時(shí)制取優(yōu)質(zhì)磷酸和優(yōu)質(zhì)磷石膏，同時(shí)為綜合回收伴生稀土資源創(chuàng)造條件。適用于中低品位伴生稀土的磷礦。
【IPC分類】C01F11/46, C01B25/22
【公開號(hào)】CN105523533
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610044451
【發(fā)明人】韋傳勇, 況順達(dá), 王景行, 劉代俊, 但永東, 婁倫武, 梁強(qiáng)立, 陳建鈞, 吳睿林, 趙宗堯, 陳銘, 卓知杰
【申請(qǐng)人】貴州能礦織金磷化工有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日