CN102745658B - 一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，包括如下步骤：以碳酸盐型中低品位磷矿石为原料，经过破碎、煅烧、消化、碳化后经分离得到磷精矿。本发明能利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿，具有工艺流程简单、反应易操作、磷回收率高、磷精矿中氧化镁含量低的特点，为碳酸盐型中低品位磷矿的利用提供了一条有效途径。

Description

一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法
技术领域
本发明涉及磷矿，尤其涉及一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的工艺方法。
背景技术
磷矿是一种重要的矿物资源，主要用于生产磷酸和磷肥及磷酸盐产品。我国90%以上的磷矿品位低于26%，平均品位仅为17%，是世界上磷矿石平均品位最低的国家之一。由于我国磷矿大多为中低品位矿石，这些矿因含大量杂质，采用常规二水法工艺难以获得优质磷酸，需经选矿才能利用。随着我国磷矿资源被不断的开采和利用，高品位的磷矿资源正在枯竭，国土资源部已将磷矿列为2010年后不能满足中国国民经济发展需求的20个矿种之一。因此合理开发利用中低品位磷矿，已成为磷化工行业中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，该方法具有工艺流程简单、反应易操作、磷回收率高、磷精矿中氧化镁含量低的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，包括以下步骤：
    （1）将开采得到的碳酸盐型中低品位磷矿石破碎；
    （2）将所述破碎后的磷矿石在850～1180℃下煅烧，烧成煅白且烧失率不低于该磷矿石完全烧失率的80%； 
    （3）将所述煅白与水按质量比1：1～30混合，在温度20～90℃下搅拌10～100分钟，得到消化液； 
    （4）在所述消化液中补充水使消化液含固量在质量分数3%～50%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在15～70℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.5～9.0时停止反应；
    （5）停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离或旋液分离后得到该底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷精矿，该含水磷精矿经干燥后得到磷精矿产品。
    上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的碳酸盐型中低品位磷矿石含有P2O5为10%～26%且该磷矿石在1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例不小于1：10。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的碳酸盐型中低品位磷矿石也包括在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的尾矿，该尾矿含有P2O5为10%～24%且该尾矿在1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与尾矿的质量比例不小于1：10。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的烧失率为磷矿石经煅烧后失去的质量占磷矿石原质量的比例。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的完全烧失率为磷矿石在1180℃下经充分煅烧后失去的质量占磷矿石原质量的比例。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的含有二氧化碳的气体为15%～100%二氧化碳体积分数的气体，可以是磷矿石煅烧时产生的二氧化碳气体。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其中所述的磷精矿产品以干基计P2O5含量为26%～38%。
上述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，磷精矿产品中磷总量相对于磷矿石中磷总量，磷的回收率达到40%～95%。
    本发明具有如下特点：
    1、本发明适用于碳酸盐型中低品位磷矿的利用，具有工艺流程简单、反应易操作的特点。
2、与现有碳酸盐型中低品位磷矿浮选技术相比，本发明具有磷回收率高、磷精矿中氧化镁含量低的特点。
    3、本发明技术可推广应用于碳酸盐型中低品位磷矿的大量处理利用，为碳酸盐型中低品位磷矿的利用提供了一条有效途径，经济效益和环境效益显著。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本发明内容，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。
实施例1
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为19.28%、MgO为4.62%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.15：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿石100g在980℃下煅烧，得到煅白约85.2g，烧失率约占完全烧失率的97.1%，煅白与500g水在80℃下搅拌40分钟，得到消化液。向消化液中补充200g水，再向消化液中通入25%二氧化碳体积分数的气体在25℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至7.2时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品44.9g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为30.20%，MgO含量为1.07%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到70.3%。
 实施例2
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为10.17%、MgO为14.73%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.34：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿石100g在950℃下煅烧，得到煅白约66.3g，烧失率约占完全烧失率的96.5%，煅白与1980g水在70℃下搅拌45分钟，得到消化液。向消化液中补充163g水，再向消化液中通入35%二氧化碳体积分数的气体在20℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.7时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经旋液分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品15.1g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为34.84%，MgO含量为0.41%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到51.7%。
 实施例3
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为25.77%、MgO为2.49%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.11：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿石100g在850℃下煅烧，得到煅白约89.1g，烧失率约占完全烧失率的97.7%，煅白与180g水在90℃下搅拌10分钟，得到消化液。向消化液中补充28g水，再向消化液中通入15%二氧化碳体积分数的气体在35℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至8.5时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经沉降分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品72.4g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为31.93%，MgO含量为0.82%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到89.7%。
 实施例4
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为15.87%、MgO为4.77%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.18：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿石100g在1180℃下煅烧，得到煅白约82.0g，烧失率约占完全烧失率的98.6%，煅白与250g水在20℃下搅拌100分钟，得到消化液。向消化液中补充300g水，再向消化液中通入99%二氧化碳体积分数的气体在15℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.5时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离后得到该底部沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品47.1g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为26.4%，MgO含量为0.61%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到78.4%。
 实施例5
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为24.85%、MgO为2.76%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.15：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿石100g在950℃下煅烧，得到煅白约87.6g，烧失率约占完全烧失率的80.5%，煅白与400g水在80℃下搅拌30分钟，得到消化液。向消化液中补充300g水，再向消化液中通入37%二氧化碳体积分数的气体在25℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至8.1时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经沉降分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品65.1g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为32.64%，MgO含量为0.74%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到85.5%。
 实施例6
碳酸盐型中低品位磷矿化学成分：P2O5为23.67%、MgO为0.86%、1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例为0.21：1
该磷矿经破碎后，称取磷矿粉100g在950℃下煅烧，得到煅白约78.9g，烧失率约占完全烧失率的98.7%，煅白与79g水在80℃下搅拌40分钟，得到消化液。向消化液中补充5g水，再向消化液中通入40%二氧化碳体积分数的气体在70℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至9.0时停止反应。停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部砂状沉淀物两部分，经沉降分离后得到该底部砂状沉淀物，烘干水分后得到磷精矿产品58.5 g。经分析，该磷精矿产品的P2O5含量为37.7%，MgO含量为1.08%，磷精矿产品中磷总量相对于称取的磷矿石中磷总量，磷的回收率达到93%。

Claims (5)

1.一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其特征在于它由以下步骤组成：
（1）将开采得到的碳酸盐型中低品位磷矿石破碎；
（2）将所述破碎后的磷矿石在850～1180℃下煅烧，烧成煅白且烧失率不低于该磷矿石完全烧失率的80%；
（3）将所述煅白与水按质量比1：1～30混合，在温度20～90℃下搅拌10～100分钟，得到消化液；
（4）在所述消化液中补充水使消化液含固量在质量分数3%～50%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在15～70℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.5～9.0时停止反应；
（5）停止反应后，碳化液中形成悬浮液和底部沉淀物两部分，经沉降分离或旋液分离后得到该底部沉淀物，该沉淀物即为含水磷精矿，该含水磷精矿经干燥后得到磷精矿产品。
2.根据权利要求1所述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其特征在于所述的碳酸盐型中低品位磷矿石含有P2O5为10%～26%且该磷矿石在1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与磷矿石的质量比例不小于1：10。
3.根据权利要求1所述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其特征在于所述的碳酸盐型中低品位磷矿石也包括在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的尾矿，该尾矿含有P2O5为10%～24%且该尾矿在1180℃下充分煅烧释放的二氧化碳质量与尾矿的质量比例不小于1：10。
4.根据权利要求1所述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其特征在于所述的含有二氧化碳的气体为15%～100%二氧化碳体积分数的气体，是磷矿石煅烧时产生的二氧化碳气体。
5.根据权利要求1所述一种利用碳酸盐型中低品位磷矿生产磷精矿的方法，其特征在于所述的磷精矿产品以干基计P2O5含量为26%～38%。
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