[发明专利]一种磷矿粉或碎磷矿粘结剂制备方法及型矿生产方法

说明书

本发明涉及一种磷矿粉或碎磷矿粘结剂制备方法及型矿生产方法，属于矿物资源综合利用技术领域。以含氧化硅为主的工业副产物为原料，加烧碱和催化剂制备磷矿粉或碎磷矿粘结剂；将粘结剂与磷矿粉或碎磷矿圆盘成球、煅烧即为电炉法黄磷生产原料即为型矿。本方法生产过程简单、设备成熟、投资少、操作方便、型矿强度高，可用不经任何除杂处理的尾气作热源，成本低，同时还可提高磷的还原速率，降低炉渣中残磷含量，特别适合于未来电炉法黄磷生产以洗选矿为原料的特点。

技术领域

本发明涉及一种磷矿粉或碎磷矿粘结剂制备方法及型矿生产方法，属于矿物资源综合利用技术领域。

背景技术

我国磷矿资源储量居世界第2位，但高品位磷矿储量相对较低，长期以来，人们采用 “采富弃贫”的开采模式，高品位的磷矿资源逐渐稀少，不得不降低磷化工生产原料磷矿品位，在上世纪90年代以前，电炉法黄磷生产磷矿品位一般P₂O₅在32%左右，如今，其入炉矿品位只需控制在P₂O₅28%左右，高浓度磷肥生产所用磷矿亦如此。为了降低生产成本，提高磷矿资源利用率，企业不得不采取洗选方式提高磷矿品位和质量。在进行磷矿的洗选时，根据磷矿种类、成因及杂质与磷矿的结合方式，选择不同的破碎粒度，这些洗选矿的粒度相对较小，无法满足电炉法黄磷生产磷矿粒度5～35mm的要求，同时，现有的部分黄磷生产企业周边无普钙生产线或因市场价格低，入炉碎磷矿仍以堆存为主，造成了资源的浪费，因此，采用生产成本低、操作方便的工艺技术，对洗选矿和入炉筛选碎磷矿进行成型以满足黄磷生产，成了必须要解决的一个关键技术问题。

黄磷是生产精细磷化工及高品质磷酸的原料。目前，黄磷生产采用电炉法，磷矿石在高温下与硅石、焦炭发生还原反应，所得磷蒸汽经冷却回收、精制而得。电炉法黄磷生产温度在1350～1500℃，吨黄磷的电耗在13000～15000kW·h，是典型的高能耗产业，亦是中国限制发展和淘汰的行业。另一方面，吨黄磷产可副产黄磷尾气约2800～2900Nm³，其中CO含量在90%左右，热值约11MJ/Nm³，但因其含硫、氟、磷等，高温下对设备腐蚀严重，普通316L不锈钢且无法满足使用要求，致使尾气净化成本高，导致热量回收或进行碳一化工的产品深加工效益差，企业难以接受，因此，大多数企业除部分用于原料干燥外，仍以点“天灯”的形式燃烧排空，目前，迫于环境要求，黄磷生产企业主要采用催化氧化联合碱洗净化后回收热量生产高压蒸汽，用于发电或作黄磷净化蒸煮热源。

根据电炉法黄磷生产工艺要求，目前，碎磷矿或磷矿粉成型入炉主要采用的是“成型-烧结”工艺，是将碎磷矿或磷矿粉加粘结剂后成球或静压成型，再进行高温煅烧后作为电炉法黄磷生产原料，这不仅可降低磷炉生产能耗，亦可扩大黄磷生产原料种类，但选择能适用于电炉法黄磷生产的粘结剂并不容易，有机类在加热过程容易失效导致型放粉化，无机类则选择范围有限，目前使用的粘结剂价格高，难以为企业所用。为此，广大科技工作者进行了大量的研究工作，或结合企业自身情况，提出行之有效的方法：

专利CN105217587A石粉型磷矿粉粘结剂，将二水物法湿法磷酸生产中经浓缩产生的固形物含量为10%～20%，P₂O₅的百分含量为40%～47%的酸渣贮存于酸渣槽，用酸渣泵泵入酸度调整器，加入酸渣总重量的1～10%的硅石粉或石灰石粉，调整酸渣酸度系数至Mk=0.5～1.0，制成磷矿粉粘结剂。该粘结剂与磷矿粉按比例搅拌混合后，进入压球成型，焙烧或烘干，生产出磷矿球团。本发明充分利用生产流程的中间产物作为辅料直接回用于生产流程，将磷矿粉球团中P₂O₅的含量提高了8～10%。对酸度系数Mk＜0.75或Mk＞0.85的磷矿粉也可入炉成型使用，生产出的球团矿无需额外添加硅石即可入炉，实现了磷矿资源的高效循环和综合利用。