[发明专利]一种硝酸分解磷尾矿制取硫酸钙晶须副产氢氧化镁和硝酸铵镁的方法在审
申请号: | 201711079464.6 | 申请日: | 2017-11-06 |
公开(公告)号: | CN107879363A | 公开(公告)日: | 2018-04-06 |
发明(设计)人: | 李攀红;肖林波;方超;田承涛;徐思红 | 申请(专利权)人: | 湖北三宁化工股份有限公司 |
主分类号: | C01F5/20 | 分类号: | C01F5/20;C01F5/00;C30B29/46;C30B29/62 |
代理公司: | 宜昌市三峡专利事务所42103 | 代理人: | 成钢 |
地址: | 443200 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 硝酸 分解 尾矿 制取 硫酸钙 晶须副产 氢氧化镁 硝酸铵 方法 | ||
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及一种硝酸分解磷尾矿氢氧化镁和硫酸钙晶须副产氢氧化镁和硝酸铵镁的方法。
背景技术
我国磷矿储备资源相对丰富,但多为中低品位,不能直接用于生产工业磷酸及下游产业,如磷复肥、精细磷酸盐等,需先对低品位磷矿进行浮选富集,得到P2O5品位大于30%的高品位磷矿,但与此同时,也产生了大量磷尾矿。这些磷尾矿由于品位较低,磷尾矿为主要成分为含钙、镁、P2O5的化合物,金属含量高,处理起来比较困难,目前,大部分磷化工生产企业主要以堆存形式处理,这样不仅导致了资源浪费,占用大量的土地,而且产生了严重的环境污染。
近年来,广大科研工作者对磷尾矿的资源化利用进行了大量的研究。这些报道中,主要可分为几类:(1)用于生产建筑用材料,包括生产混凝土、保温板、多孔砖等;(2)用于制取肥料,如使用微生物对磷尾矿进行固体发酵生产含磷有机肥料、磷镁肥和磷酸铵镁等;专利CN 104326771 B以磷尾矿为原料,加硝酸酸解得滤液,然后向滤液中加入氢氧化钙中和至pH值为6.5~7后过滤得滤液,滤液经浓缩、干燥得硝酸钙镁肥;(3)制备氢氧化镁、硫酸钙、碳酸钙等,如专利ZL201510785876将盐酸分解磷尾矿所得的含钙、镁滤液与硫酸分解磷尾矿所得的含镁滤液混合制备氢氧化镁晶须及副产硫酸钙;专利CN106495191A利用盐酸分解磷尾矿分离得含钙、镁的滤液加入稀硫酸反应得硫酸钙;硫酸钙母液经一次氨中和除杂,二次氨中和得氢氧化镁和母液II,母液II用于制备氯磷铵;上述处理方式中,以磷尾矿为原料生产建筑材料和有机肥料,存在附加值低,经济性差缺点,无法实现钙、镁等资源的分级利用;以盐酸分解磷尾矿以制备硫酸钙和氢氧化镁及氯磷铵的工艺技术,具有一定的经济价值,但是所用的酸解试剂盐酸对设备具有较大的腐蚀性,且副产物氯磷铵氯含量较高,适用作物范围较窄,价值量不高。由于受到技术或经济上的因素,对最适宜的磷尾矿处理方式,至今仍尚未有定论。
专利CN201510226291《一种利用磷尾矿制磷酸铵钙镁和硝酸铵钙镁的方法》虽然操作比较简单,但没有对主要的成分钙和镁进行分级有效的利用,产物附加值较低;而专利CN 201510226291.0《一种磷尾矿提取磷精矿并联产硝酸铵钙和硫酸铵镁的方法》需先对磷尾矿900~1000℃高温煅烧处理得钙和镁的氧化物,再分别通过硝酸铵和硫酸铵浸出钙和镁,最后经烘干得硝酸铵钙和磷酸铵镁,该法缺点在于第一步磷尾矿脱除二氧化碳工序能耗较高。
发明内容
本发明的目的提供一种硝酸分解磷尾矿制取硫酸钙晶须副产氢氧化镁和硝酸铵镁的方法,为磷尾矿的资源化综合利用,提供一条新的经济和环境友好型的方法和途径。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种硝酸分解磷尾矿制取硫酸钙晶须副产氢氧化镁和硝酸铵镁的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将磷尾矿加水制成磷尾矿浆,加入硝酸溶液进行酸解反应,反应料浆进行过滤,得母液I和滤渣I;
2)母液I中加入硫酸或硫酸盐进行反应,然后冷却结晶,过滤分离得滤饼II和母液II,滤饼II水洗干燥后即为硫酸钙晶须,母液II返回步骤1)中进行酸解反应;
3)经过多次反应后的母液II加入钙盐进行反应,过滤分离,得滤渣III和母液III;
4)母液III中通入氨进行反应,过滤分离,得滤饼IV和母液IV,滤饼IV经水洗、烘干得氢氧化镁成品;母液IV加入硝酸反应,后浓缩造粒得到副产物硝酸铵镁。
优选地,步骤1)中,硝酸摩尔量与磷尾矿中CaO和MgO的摩尔量之和的比例为1.6~2.2:1,反应温度为50~100℃。
进一步地,所述的硝酸溶液的质量浓度在25%~50%;磷尾矿浆中固含量质量浓度在10-50%。
更进一步地,步骤1)酸解反应时,产生的尾气采用母液IV进行吸收,滤渣用于水泥的制备。
优选地,步骤2)中硫酸或硫酸盐与母液I中CaO的摩尔比计量比为1.0~1.1:1,反应温度为80~100℃,反应时间为0.5~1.5h,结晶温度为40~80℃,结晶时间为1.5~3.0h。
进一步地,所述的硫酸盐为硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸氢钾中的至少一种。
优选地,母液II返回步骤1)中循环反应,循环5-20次后取出用于步骤3)中的工序。
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