CN102992284A - 一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，主要是将矿粉和水混合得到矿浆，然后向矿浆中加入脱镁剂进行反应，接着分离脱镁后的污水和矿粉，向污水中加入氨反应生成磷酸铵镁，进行过滤后得到磷酸铵镁产品，过滤得到的滤液回收加入矿浆中。本发明设备投资省，作业环境好；采用硫酸和/或磷酸作脱镁剂，对镁的脱除率高，显著降低了磷矿中镁的含量，尤其对镁含量高的磷矿效果明显；可减少磷矿中五氧化二磷的损失；污水可循环使用，节约水资源，对环境没有影响；经处理后的精矿在湿法生产中明显改善了起泡现象和过滤性能，提高了整个装置的生产能力和劳动生产率，降低了生产成本；磷矿中的镁用于生产磷酸铵镁缓释肥，产生了很好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法。
背景技术
磷矿石作为一种不可再生资源，随着工业的发展，磷产品加工的深入，优质磷矿也越来越少。我国磷矿资源探明储量约16Gt，其中富矿仅占8%左右。原磷矿多为难选的中低品位的胶磷矿，矿物颗粒细、嵌布紧密，镁等杂质含量偏高。贫磷矿中杂质含量多，尤其是氧化镁的存在对湿法磷酸的生产不利，同时磷酸产品质量下降，给后续产品加工造成困难。在湿法磷酸生产过程中，磷矿中的主要杂质镁被带入磷酸；镁的存在不仅影响产品的结晶和过滤，还会造成含磷产品的纯度不够，对磷酸深加工经济技术指标也有明显的影响。对于高镁磷矿，寻求一种合理的脱镁方法是磷酸生产行业的共同需求，目前高镁磷矿的脱镁方法有物理脱镁法和化学脱镁法。物理脱镁法的缺点是设备投资大、能耗高、现场粉尘多、作业环境差，且脱除率不高、脱镁效果不好，很难将氧化镁的含量降到1%以下，加上五氧化二磷的损失在5%以上，以致该方法难以推广。化学脱镁法和物理脱镁法相比较，设备投资省，操作环境好，对镁的脱除率高，但是现在化学脱镁法存在一个共同的问题，脱镁后的污水量大，难以处理，对环境造成一定影响；且在化学反应过程中不可避免的有一定的磷损失，造成化学脱镁法难以大面积应用的困境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，解决现有技术中磷矿脱镁法设备投资大、能耗高、作业环境差、脱出率不高、五氧化二磷损失大、污水量大且不易处理、化学脱镁法难以推广的问题。
本发明的一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，主要包括以下步骤：
(1)配制矿浆：
将矿粉和水混合，充分搅拌，配制成含水量为40%～60%的矿浆；
（2）加入硫酸和/或磷酸脱镁：
向矿浆中加入脱镁剂硫酸和/或磷酸，调节矿浆至PH值为3.0～3.5，升温为40℃～65℃，搅拌反应60min～120min，使碳酸镁完全分解；
（3）矿粉的分离：
将步骤（2）所得的矿浆溶液中含镁、磷的污水和矿粉分离，矿粉用于磷酸生产，污水送入反应器中；
（4）合成磷酸铵镁：
将反应器中的污水加热至规定温度，通入氨调节溶液PH值至7.5～9.5，温度20℃～50℃，缓慢搅拌反应30min~60min，生成磷酸铵镁；
（5）分离磷酸铵镁：
磷酸铵镁生成后，进行过滤分离得磷酸铵镁产品，滤液回收用于调节脱镁时矿浆的PH值，或者送至磷铵生产装置用作补水。
所述步骤（1）中矿粉的细度为100～200目。
所述步骤（2）中脱镁剂为硫酸时，在步骤（3）中补充磷酸，保证镁的析出。
所述步骤（2）中脱镁剂的加入量为调节溶液的PH至3.0～3.5的用量；
所述步骤（4）中的氨是指氨气、液氨、氨水中的任一种或几种。
在磷矿中镁含量分析时都是以氧化镁计，但其以碳酸镁的形式存在。本发明是利用碳酸镁能与硫酸或磷酸发生复分解反应原理进行脱镁，主要涉及的化学反应如下：
MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2
MgCO3+2H3PO4=Mg(H2PO4)2+H2O+CO2
无论是用磷酸还是硫酸脱镁，脱镁过程中不可避免的会有少量的磷矿石分解生成磷酸，所以溶液中有磷酸和镁离子的存在。向该溶液中加入氨，将溶液的PH值调至弱碱性，便会有磷酸铵镁生成。
Mg2++PO4 3-+NH4++6H2O=MgNH4PO4·6H2O↓
本发明的有益效果：设备投资省，作业环境好；采用硫酸和/或磷酸作脱镁剂，对镁的脱除率高，显著降低了磷矿中镁的含量，尤其对镁含量高的磷矿效果明显；可减少磷矿中五氧化二磷的损失；污水可循环使用，节约水资源，对环境没有影响；经处理后的精矿在湿法生产中明显改善了起泡现象和过滤性能，提高了整个装置的生产能力和劳动生产率，降低了生产成本；磷矿中的镁用于生产磷酸铵镁缓释肥，产生了很好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的流程简图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但并不构成对本发明保护范围的限定。
图1为本发明的流程简图，如图1所示，本发明方法主要是将矿粉和水混合得到矿浆，然后向矿浆中加入脱镁剂进行反应，接着分离脱镁后的污水和矿粉，向污水中加入氨反应生成磷酸铵镁，进行过滤后得到磷酸铵镁产品，过滤得到的滤液回收加入矿浆中。
实施例1
将1Kg MgO含量为4.2%的磷砂粉碎至100目，用1.2kg的水混合配制成矿浆，在搅拌的情况下缓慢加入93%的硫酸，调节矿浆的PH值至3.5，边搅拌边滴加硫酸保持溶液的PH值不变，反应90min，过滤烘干，分析矿粉中MgO的含量为0.42%；过滤所得污水用25%的氨水调节PH值至8.5，搅拌反应50min，过滤，固相烘干称重得磷酸铵镁肥料120g，滤液补加磷酸浓度为64%的磷酸140g，送入前述脱镁后分离得到的污水中继续搅拌反应60min，过滤得磷酸铵镁155g。
实施例2
将MgO含量为3.6%，粒度为200目的矿粉0.8kg用0.8kg的水调成矿浆，用酸浓为50%的磷酸调节矿浆的PH至3.2，继续搅拌反应，采取补加磷酸的方法保持矿浆PH值不变反应80min，过滤烘干，经分析矿粉中的MgO含量为0.51%；向过滤所得污水中缓慢通入液氨，调节溶液的PH值至8.0，搅拌反应60min，过滤，滤饼烘干称重得磷酸铵镁167g。
实施例3
用0.6Kg粒度为200目、MgO含量为3.7%的矿粉用水配制成含水量为40%的矿浆，用质量分数各占50%硫酸和磷酸配成的混酸调节矿浆的PH值至3.3，采用补加混酸保持溶液PH不变方法使矿浆搅拌反应80min，过滤烘干，经分析矿粉中MgO的含量为0.47%；向过滤所得污水中缓慢通入气氨，调节溶液的PH值至9.0，搅拌反应45min，过滤，滤饼烘干称重得磷酸铵镁134g磷酸铵镁。
Claims (5)
1.一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
（1）配制矿浆：
将矿粉和水混合，充分搅拌，配制成含水量为40%～60%的矿浆；
（2）加入硫酸和/或磷酸脱镁：
向矿浆中加入脱镁剂硫酸和/或磷酸，调节矿浆至PH值为3.0～3.5，升温为40℃～65℃，搅拌反应60min～120min，使碳酸镁完全分解；
（3）矿粉的分离：
将步骤（2）所得的矿浆溶液中含镁、磷的污水和矿粉分离，矿粉用于磷酸生产，污水送入反应器中；
（4）合成磷酸铵镁：
将反应器中的污水加热至规定温度，通入氨调节溶液PH值至7.5～9.5，温度20℃～50℃，缓慢搅拌反应30min~60min，生成磷酸铵镁；
（5）分离磷酸铵镁：
磷酸铵镁生成后，进行过滤分离得磷酸铵镁产品，滤液回收用于调节脱镁时矿浆的PH值，或者送至磷铵生产装置用作补水。
2.根据权利要求1所述的一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，其特征在于：所述步骤（1）中矿粉的细度为100～200目。
3.根据权利要求1所述的一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，其特征在于：所述步骤（2）中脱镁剂为硫酸时， 在步骤（3）中补充磷酸，保证镁的析出。
4.根据权利要求1所述的一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，其特征在于：所述步骤（2）中脱镁剂的加入量为调节溶液PH值至3.0～3.5的用量。
5.根据权利要求1所述的一种高镁磷矿脱镁副产磷酸铵镁的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的氨是指氨气、液氨、氨水中的任一种或几种。
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