[发明专利]一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳酸钙的工艺

说明书

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，尤其涉及一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳酸钙的工艺。

背景技术

我国磷矿储量位居世界第二，但与世界有关国家相比，在矿石质量、可选性和磷矿石开采等方面都有较大差距，可供加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，只有40.54亿吨，低品位矿多，其中P₂O₅质量分数大于30％的富矿仅为11.08亿吨，中国磷矿P₂O₅平均质量分数为17％左右，绝大部分磷矿必需经过富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求，按照目前开采磷矿石速度，如果全部用质量分数为30％的富矿仅能维持10年左右，经济储量仅能维持40年左右，未来将被迫开采成本更高的中低品位磷矿。

上述的中低品位磷矿是指P₂O₅含量低于30％的磷矿，需要经过选矿得到磷精矿粉。选矿的目的是脱除磷矿中的脉石矿物。磷矿中碳酸盐脉石主要是白云石(CaCO₃·MgCO₃)、方解石(CaCO₃)和氟磷灰石(Ca₅F(PO₄)₃)，在磷矿选矿中一般采用反浮选，该工艺目前比较成熟，可以使排出的尾矿P₂O₅≤10％，MgO≥15％。如专利号为CN201410525643.8的发明专利：一种盐酸分解磷矿部分脱钙生产高浓度氯基复合肥的方法，其工艺过程包括：A)磷矿酸解；B)酸解液脱氟、部分脱钙；C)氨化；D)浓缩；E)加钾造粒得到高浓度氯基复合肥。其得到产品产品为磷石膏、高浓度氯基复合肥和尾矿(矿渣)。我国瓮安、福泉等地建成大规模的浮选厂，但是其排出的尾矿堆存需占用土地，处理起来非常困难。目前用硝酸铵预处理中低品位磷矿制磷精矿及含镁碳酸钙的方法还未见报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产含镁碳酸钙的工艺，其技术方案包括以下步骤：

(1)将中低品位磷矿在900～1100℃下煅烧，得到煅烧料和二氧化碳；

(2)煅烧料加入硝酸铵溶液在搅拌状况下进行浸取，产生氨气,过滤分离得到浸出液A、浸出渣A，浸出渣A通过水洗后干燥得到磷精矿；

(3)向浸出液A中加入碳酸铵溶液并搅拌，过滤分离得到浸出液B和沉淀渣B，浸出液B为硝酸铵溶液，沉淀渣B通过干燥得到含镁碳酸钙。

进一步的，所述的步骤(3)的碳酸铵溶液为步骤(1)释放的二氧化碳与步骤(2)释放的氨气用水吸收的产物。

进一步的，所述的步骤(2)的硝酸铵的浓度为10～50％。

进一步的，所述的步骤(3)的碳酸铵的浓度为10～35％。

进一步的，所述的步骤(2)的浸取温度为60～100℃，反应时间为30～120min。

进一步的，所述的步骤(3)温度控制在20～25℃，反应时间控制在30～90min。

进一步的，所示的浸出渣A的水洗液回用到步骤(2)中。

进一步的，所述的沉淀渣B在干燥前经过水洗，水洗液混入浸出液B中。

进一步的，所述的步骤(3)得到硝酸铵溶液回用到步骤(2)中。

本发明的有益效果在于：

1、本发明以中低品位磷矿为主要原料制备磷精矿，破除原有的采用两次反浮选富集磷精矿的工艺，在900～1100℃的温度下煅烧，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，通过硝酸铵液浸取得到磷精矿，且能有效地对中低品位磷矿中的磷、钙和镁进行回收利用，具有良好的经济效益，同时，该方法不产生尾矿，有效解决了尾矿大量堆积而带来的大量土地被占用以及环境污染等问题。

2、本发明对中低品位磷矿的煅烧料不经过水消化处理，使氧化钙、氧化镁与硝酸铵反应生成硝酸钙、硝酸镁和氨气，使得煅烧料中的氧化钙和氧化镁与磷精矿能有效地分离，提高了磷精矿的五氧化二磷含量。

3、本发明对中低品位磷矿的煅烧料先经过硝酸铵浸取后，滤液与碳酸铵反应，使得溶液中的钙、镁元素能够充分形成碳酸钙、碳酸镁沉淀，保证了滤液中的钙、镁得到充分利用。

4、本发明工艺中，得到的磷精矿和含镁碳酸钙都经过水洗，进一步地减少了磷精矿和含镁碳酸钙的杂质。