[发明专利]一种利用有机酸进行磷矿脱镁并制备阻燃剂的方法

说明书

本发明涉及一种利用有机酸进行磷矿脱镁并制备阻燃剂的方法，首先将低品位原矿与二乙烯三胺五甲叉膦酸混合进行酸解脱镁反应，保温进行固液分离后分别得到磷精矿和脱镁废液；调节脱镁废液的pH至4‑7，加入等体积乙醇溶液进行陈化处理，再次固液分离得到阻燃剂初产品和液相；所得液相经两次减压蒸馏分别得到回收的乙醇以及阻燃剂次产品；最后将阻燃剂初产品、次产品分别与季戊四醇或三聚氰胺复配即可得到两种性能优异的阻燃剂产品。中低品位磷矿经本发明方法处理后既得到了低镁含量的磷精矿，又实现了脱镁废液的回收利用，兼具环保、经济等多重效益。

技术领域

本发明涉及磷化工技术领域，具体涉及一种利用有机酸进行磷矿脱镁并制备阻燃剂的方法。

背景技术

我国磷矿资源丰富，但绝大部分都是难选的中低品位胶磷矿，且一般都与白云石矿物伴生，同时含有大量的杂质。磷矿中的镁元素是最主要的杂质之一，绝大部分的镁杂质以白云石(MgCO₃·CaCO₃)的形式存在，对磷矿酸解和硫酸钙的结晶都会产生不利的影响。在湿法磷酸的生产过程中，磷矿中Mg、Fe、K、Na等杂质被带入磷酸，这些有害杂质不仅影响湿法磷酸的生产，而且对后续磷酸的深加工也有明显影响。其中镁对生产过程的危害尤为明显，会导致磷酸黏度上升，大大降低了生产能力，增加了生产能耗和成本。为了顺利进行磷化工生产，提高磷化工产品质量，必须对高镁磷矿进行脱镁处理。同时，磷矿脱镁废液的处理仍是行业内的一个严峻的问题，必须探索出新的磷矿脱镁废液利用途径，避免直接排放污染环境。

在磷矿脱镁工艺研究上人们开展了大量的工作，主要运用浮选法和化学法。但是，由于我国的磷矿资源大多是难选的胶磷矿，在磷矿成型过程中，杂质白云石会伴随矿石的形成进入磷矿石主体，在某些方面与矿石主体具有相同或相近的物理性质，单一的浮选工艺难以满足生产需要。相对于浮选法，化学脱镁工艺简单，易操作，工业化应用前景巨大。化学浸提法是利用合适的酸性脱镁剂在合适的酸性环境下选择性分解白云石，实现磷矿脱镁。

磷矿脱镁废液回收利用主要是对浸提废液中镁的提取，方法主要包括：乳化液膜法、溶剂萃取法、离子交换法、化学沉淀法。化学沉淀法主要是通过添加沉淀剂，使脱镁废液中的镁离子形成沉淀来达到分离镁的效果。

在中国专利数据库中涉及对磷矿进行脱镁以及脱镁废液回收利用的专利有一些，例如CN 102776267 A《一种磷矿脱镁和制备MgHPO₄·3H₂O的方法》、CN 102674278 A《一种利用钛白废酸预处理磷矿的方法》、CN 1050170 A《磷矿除镁方法方法》、CN 103071580 A《一种磷矿石脱镁的方法》、CN 102115819A《从中低品位高镁磷矿中回收镁的方法》、CN102583302 A《萃余磷酸脱镁的工艺》等，这些方法虽各具特色，但均存在成本高、不能有效解决脱镁废液回收利用等问题，未能实现工业化应用。本发明采用环保且具有一定阻燃性能的弱酸二乙烯三胺五甲叉膦酸进行磷矿脱镁，生成一种有机酸的镁络合物，此产物兼具有机无机阻燃剂优势，这对磷矿脱镁废液的回收利用具有巨大的推动作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用有机酸进行磷矿脱镁并制备阻燃剂的方法，该方法具体如下：

(a)将低品位磷矿和二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)溶液混合进行酸解脱镁反应，分离得到脱镁滤液和磷精矿；(b)调节步骤(a)所得脱镁滤液的pH，加入挥发性溶剂并搅拌均匀，陈化后分离得到阻燃剂初产品和混合液；(c)将步骤(b)所得混合液进行减压蒸馏，回收挥发性溶剂，所得固体即为阻燃剂次产品；(d)将得到的阻燃剂初产品、阻燃剂次产品分别进行复配得到两种不同的复合阻燃剂产品。

按照上述方案，步骤(a)中二乙烯三胺五甲叉膦酸与低品位磷矿的钙镁总量按照1.2-4.6：1的摩尔比进行脱镁反应。

按照上述方案，脱镁反应温度为30-90℃，反应时间20-80min，反应完成后在60℃保温过滤，用蒸馏水洗涤，合并滤液、洗涤液得脱镁滤液。