[发明专利]以磷尾矿为原料用氨循环法制取氢氧化镁、碳酸钙并分离出磷矿的方法

说明书

所属技术领域

本发明属于化工领域，是一种对废弃物磷尾矿中的钙、镁、磷元素进行有效分离并生产氢氧化镁、碳酸钙等产品的方法。

背景技术

磷尾矿是对磷矿原矿进行浮选后排出的一种工业废弃物，即废渣。随着磷矿的开采量增大，尾矿的数量也惊人地增加（如每70万吨原矿经过入选后，产生20～30万吨磷尾矿）。

因为磷尾矿中P2O5含量低，镁、钙等有害杂质含量较高，利用价值很低，长期得不到有效处理的磷尾矿堆积如山，给环境造成了严重的污染，又是资源的一种浪费。

同时，磷尾矿中含有丰富的镁，氧化镁含量高达18%左右，并含有一定量的五氧化二磷（含量5～9%），此外还含有钙、锰、锑、铜、铁、铝、氟等元素,是一种不可多得的富镁资源。对尾矿的综合利用，一方面可以变废为宝，可以回收镁、磷资源，另一方面可以减少三废排放，减少对环境的污染，同时避免尾矿堆积占用土地，对实现资源的二次利用及循环经济目标，具有重要的社会和经济意义。

氢氧化镁是一种具有广泛用途的化工产品，以其缓冲性大、活性大、吸附能力强、无毒无害等优点，用作环保领域工业含酸废水的中和剂、工矿企业和矿井排放物中重金属的脱除剂、排烟脱硫剂、土地酸雨处理和pH值调节剂。并且氢氧化镁由于热分解温度高，具有更好的抑烟、废水中和、脱硫等作用，逐步取代氢氧化铝和氧化锑等无机阻燃材料应用在耐火材料、陶瓷、高性能耐腐蚀涂料。

氢氧化镁的制备，可以采用卤水、海水、白云石、菱镁矿等作为镁源，通过高温煅烧，并使用碱性物质进行化学沉淀，如氨沉淀、石灰沉淀、烧碱沉淀等制得产品，一般需消耗大量热能并依靠充足的镁源。

对磷尾矿的利用，有采用煅烧、消化、碳化、热解等手段处理磷尾矿制成氧化镁『CN102674407A』；有采用高温煅烧磷尾矿，再加硅铁和萤石配料，最后还原得到金属镁『CN102534254A』；或磷尾矿在高温下煅烧、消化、碳化过滤，滤液加入氢氟酸，即得氟化镁和碳酸钙产品产品『CN102923739A』。

发明内容

本发明要解决磷尾矿的综合利用手段不多、处理费用过高的困难，提出利用磷尾矿中的宝贵镁源，生产高附加值的氢氧化镁产品、以及高纯碳酸钙并分离出磷矿的方法，该方法具有成本低、充分利用废弃资源及副产物、工艺简单的特点。

为了实现上述目地，本发明采取的技术方案为：以磷尾矿为原料用氨循环法制取氢氧化镁、碳酸钙并分离出磷精矿的方法，包括以下步骤：(1)煅烧：磷尾矿在850～1050℃温度下煅烧，煅烧后磷尾矿中钙和镁分解为氧化钙和氧化镁，在此温度下磷灰石不分解;(2)消化：煅烧后的磷尾矿，用氯化铵溶液消化，得到消化液。此时氧化钙和氧化镁被水消化转成为氢氧化钙和氢氧化镁;(3)铵解：加热消化液至沸，蒸出氨气，同时氢氧化钙和氢氧化镁转变为氯化钙和氯化镁，存在溶液中;(4)过滤：铵解结束后过滤分离，滤渣即为磷精矿，滤液即为氯化钙和氯化镁溶液;(5)制碳酸钙：氯化钙和氯化镁溶液中通入二氧化碳和氨气或氨水，控制好PH，析出碳酸钙沉淀;(6)过滤：过滤分离得到碳酸钙固体，滤液即为氯化铵、氯化镁和少量氯化钙的溶液;(7)制氢氧化镁：分离碳酸钙后的滤液，加入氨水或氨气，析出氢氧化镁沉淀;(8)过滤：过滤分离得到氢氧化镁固体，滤液为氯化铵溶液并仍含有氯化镁以及氯化钙，继续循环使用;(9)烘干及精制：得到的碳酸钙及氢氧化镁，经过烘干即为成品，或进行更进一步的精制。

实施例1：取100克磷尾矿，在1000℃下煅烧1.5小时后，加500ml水消解，再加入90g氯化铵，加热至沸，蒸氨完全后，待冷过滤，得滤渣即为磷精矿。滤液400ml加入碳酸铵20g，析出沉淀过滤后得到碳酸钙25g，滤液再加入氨水，沉淀后过滤，得到氢氧化镁10g，母液继续循环使用。