[发明专利]利用反浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法

说明书

本发明涉及一种利用反浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法，主要解决现有磷尾矿难处理、易污染环境等问题。本发明通过盐酸酸解磷尾矿得到酸解液和硅渣，酸解液冷冻分离又得到氯磷酸钙和酸解母液，依靠酸解母液与稀硫酸反应得到石膏并回收盐酸循环利用，依靠氯磷酸钙与氨水混合反应得到磷酸氢钙和氯化铵，同时回收氨水循环利用。本发明方法具有操作简单、无污染、成本低、环境效益好、收率较高等优点，整个处理过程实现了磷尾矿资源最大化利用和废弃物零排放的效果，尤其适合企业生产。

技术领域

本发明涉及磷矿资源开发及固体废弃物再利用技术领域，具体涉及一种利用反浮选所得磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法。

背景技术

中低品位胶磷矿通过浮选得到磷精矿后剩下的尾矿渣，称为磷尾矿。由于我国磷矿资源禀赋差，杂质含量高，必须经过有效的选矿富集才能满足磷酸和高浓度磷复肥生产需求，而在浮选富集磷精矿的过程中会产生大量的磷尾矿。目前我国通过浮选加工利用的主要是中品位的胶磷矿,胶磷矿原矿含23％-25％P₂O₅，4.0％-6.0％MgO，5.0％-8.0％SiO₂，28.0％-30.0％CaO和约3.0％的倍半氧化物(Al₂O₃和Fe₂O₃)，该含量均为质量百分数，下同。这类胶磷矿经反浮选后得到的磷精矿(P₂O₅含量≥28.0％，MgO含量≤1.0％)可用于生产湿法磷酸或复合肥料，同时产生大量副产磷尾矿(P₂O₅含量5.0％-10.0％，MgO含量≥15.0％，CaO含量30.0％-34.0％，SiO₂含量8.0％～12.0％)。据测算，生产1吨磷精矿的同时副产0.3吨高镁磷尾矿，目前磷尾矿并没有很好地处置办法通常只能堆放，储存这些磷尾矿不但需要占用大量的土地用于建设尾矿库，而且还会造成环境污染和生态破坏。考虑到磷尾矿中依然含有大量的钙、磷资源，能够以较低成本、较为简单的工艺将其合理开发利用，对于减少磷矿和石膏矿的开采、减少环境污染和生态破坏都具有重大意义。

本发明以反浮选磷尾矿为原料，通过废盐酸酸解、冷却沉淀氯磷酸钙、氨水中和制备磷酸氢钙、浓缩结晶氯化铵、酸解液加入硫酸沉淀石膏后循环利用等步骤，实现了磷尾矿资源的再生和充分利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有反浮选所得磷尾矿产量大、难利用、易污染环境以及磷石膏质量差等不足，开发了一种磷尾矿综合开发利用的新方法。该方法具有操作简单、无污染、成本低、环境效益好、收率高、酸解液可回收重复利用等优点，尤其适合企业大规模生产。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

利用反浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法，包括以下步骤：首先将磷尾矿与盐酸溶液混合，反应完成后固液分离得到酸解液和硅渣；接着冷冻酸解液使固体析出，固液分离得到氯磷酸钙和酸解母液；酸解母液与稀硫酸混合反应得到石膏和可回收利用的稀盐酸，氯磷酸钙与氨水混合反应得到磷酸氢钙和氯化铵溶液，氯化铵溶液浓缩后得到氯化铵晶体和可回收利用的氨水溶液。

上述方案中，所述磷尾矿中P₂O₅含量5.0％-10.0％，MgO含量≥15.0％，CaO含量30.0％-34.0％，SiO₂含量8.0％-12.0％。

上述方案中，磷尾矿与盐酸溶液混合时的固液质量比为1:1-5，盐酸溶液的浓度为(10-20)wt％。

进一步的，磷尾矿与盐酸溶液混合后，以400-500r/min的转速搅拌并水浴加热至30-80℃反应10-80min，接着趁热过滤得到硅渣，水洗硅渣后将洗涤液与滤液合并得到酸解液。

上述方案中，酸解液冷冻至0-10℃使固体充分析出。

上述方案中，酸解母液与稀硫酸混合时的质量比为1-6:1，稀硫酸的质量分数为5％-60％。