[其他]磷矿化学分离法

说明书

磷矿化学分离法。磷矿，特别是钙质磷矿，能有效地被化学分离法全部转化成几种产品。该法主要由矿浆反应和溶液再生两部分构成。磷矿经矿浆反应，被混合铵盐溶剂所溶解，有价矿物氟磷灰石和石英不参与化学反应仍为固态，经分离获得磷精矿产品，付产的滤液及ＮＨ₃和ＣＯ₂气体可供溶液再生。滤液经氨化、硫化、碳化、碱化反应，其中的Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ³⁺、Ｍｎ²⁺离子逐步脱除转化成产品，得到的再生溶液反复使用。这样便组成了一个全封闭循环工艺过程。

本发明是关于一种综合利用磷矿的化学工艺技术，特别适用于钙质和钙硅质磷矿。

目前国外已经工业化的磷矿选矿方法，主要是浮选法和焙烧法（见“国外钙质磷矿研究概况”。载于《化工矿山技术》1981年一、二期53～57页）。苏联进行的化学选矿研究，系采用酸或铵盐，脱除钙质磷矿中的MgCO_３，是一种富集方法（见《卡拉套磷矿的化学富集》，Chemical Abstracts 1977，86，92552h，原文载于《全苏科学技术第九次无机矿物肥料会议论文集》1974，1，P16-17。《粗粒含镁的卡拉套磷矿的富集》，Chemical Abstracts 1977，86，123826g，原文载于《全苏科学技术第九次无机矿物肥料会议论文集》，1974，1，P21～22）。日本采用无机酸或其他铵盐处理钙质磷矿石（见《磷酸盐磷灰石的处理》Chemica Abstracts 1977，86，4142W，原文载于日本公开7671896，1976，6，22）。苏联和日本的这些化学处理方法的缺点是磷损失较多，脱镁率低，矿物不能综合利用，溶液没有再生及循环使用。

国内三十年来对浮选法和煅烧消化法做了大量研究试验。钙质磷矿煅烧消化法被认为是比较好的方法，但尾矿浆影响该方法的应用（见“煅烧法富集白云质磷块岩尾矿浆制轻质碳酸镁”，载于《化工矿山技术》1981，6，P35，“陕西省何家岩磷矿富集中间试验技术总结”，载于《化肥与催化》1975，1，P22）。有的磷矿用煅烧消化法选矿已经完成了建厂设计，但仍存在以下主要问题：

1.尾矿呈石灰乳浆状，碱性强（PH值12），要筑坝贮存，对环境有浸蚀、污染。

2.产品磷精矿质量差，含有害杂质MgO≤2.5%（质量要求为MgO＜1.5%）。

3.磷收得率低，仅78-80%。

4.对于燃料的质量要求高，国外烧油或天然气，国内试验烧煤难以达到技术要求。

本发明的目的，在于寻求胶磷矿的化学分离有效方法，开发新的选磷矿工艺技术，提高磷精矿质量，提高磷收得率，实现矿产综合利用，消除“三废”。

本发明的内容和实施方法，包括矿浆反应和溶液再生两步，现分述如下：

1.矿浆反应：以混合铵盐（NH₄Cl加NH₄NO_３，重量比例为3～5∶1）配制成浓度为14-20%的溶液作为溶剂，与粒度为-80～-100目的磷矿粉混合成浆（溶液与矿粉重量比为6～8∶1）。将矿浆加入反应器，搅拌转速50～60转/分，升温至140～180℃，操作压力2～6公斤/厘米²，反应1～4小时。经过反应，磷矿中的脉石等杂质矿物白云石、方解石和铁、铝、锰氧化物均被溶解，而有价矿物磷灰石〔Ca₅（PO₄）_３F〕和石英〔SiO_２〕（或硅酸盐）不参与化学反应仍为固态。经分离可获得磷精矿产品。主要化学反应为：

CaCO_３+2NH₄ClCaCl_２+2NH_３↑+CO_２↑+H_２O

MgCO_３+2NH₄ClMgCl_２+2NH_３↑+CO_２↑+H_２O