CN104387121B - 一种制备磷镁肥的方法 - Google Patents

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    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation

Abstract

本发明公开了一种制备磷镁肥的方法，该方法将高镁磷尾矿在880～1200℃下煅烧，得到煅白；煅白加入到磷肥工业酸性含磷废水中进行中和沉淀反应，至料液pH值为7‑10时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣，清液返回磷肥生产系统或达标外排；在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量10%‑45%的硫酸反应0.1‑10h，反应后将反应物干燥、粉碎得到磷镁肥产品。本发明具有降低废水处理成本、回收利用废弃物中磷镁资源、产品成本低和经济效益好的特点。

Description

一种制备磷镁肥的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体来说涉及一种利用高镁磷尾矿处理磷肥工业酸性含磷废水制备磷镁肥的方法。
背景技术
高镁磷尾矿是磷矿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，主要物相为氟磷灰石和白云石，其P2O5含量为4%～8%、MgO含量为15%～19%，属于高镁低品位磷矿。对于年产400万吨磷精矿的选矿厂来说，每年可产生约120万吨的高镁磷尾矿，含有约5～10万吨的P2O5，约15～25万吨的MgO，磷镁资源丰富。长期以来，因为高镁磷尾矿含磷品位较低，通常被磷矿企业当作废弃物采用堆存方式进行处理，该尾矿中的磷镁资源被白白浪费，没有实现资源的有效利用。
我国磷肥工业在湿法磷酸生产过程中会产生大量酸性含磷废水，该废水一般磷含量高、pH值低、酸性强，同时含有少量氟镁铝铁砷氮等杂质，需要处理才能作为工艺水循环使用或达标外排。该酸性废水一般采用化学沉淀法处理，典型工艺为采用石灰乳中和沉淀，生石灰使用量很大，处理成本较高，且中和处理所得的沉淀渣经济价值低，主要当做废弃物作堆存处理或廉价外卖。
在申请号为200810058958.0的专利文献中公开了《利用磷矿浮选副产尾矿直接制备磷镁肥料的方法》，该专利采用磷矿浮选副产尾矿与硫磷混酸反应制备磷镁肥料，但产品成本高，产品中磷镁含量偏低。
在申请号为201010608653.X的专利文献中公开了《利用萃余酸和高镁磷尾矿渣制备磷镁复合肥料的方法》，该专利用萃余酸和高镁磷尾矿渣混合反应制备磷镁复合肥料，但萃余酸使用量大，产品成本高。
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高镁磷尾矿处理磷肥工业酸性含磷废水制备磷镁肥的方法。该方法具有降低废水处理成本、回收利用废弃物中磷镁资源、产品成本低和经济效益好的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种制备磷镁肥的方法，包括以下步骤：
（1）将P2O5含量为2%～10%、MgO含量为14%～21%的高镁磷尾矿在880～1200℃下煅烧，得到煅白；
（2）将煅白加入到P2O5含量为1%～6%、pH值为0.7～3的磷肥工业酸性含磷废水中进行中和沉淀反应，至料液pH值为7-10时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣，清液返回磷肥生产系统或达标外排；
（3）在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量10%-45%的硫酸反应0.1-10h，反应后将反应物干燥、粉碎得到有效P2O516%～25%、有效MgO13%～19%的粉状磷镁肥产品。
上述含量为质量百分含量。
上述的一种磷镁肥的制备方法，其中：高镁磷尾矿为磷矿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矿物。
上述的一种磷镁肥的制备方法，其中：将粉状磷镁肥产品在圆盘造粒机或滚筒造粒机上造粒，经干燥、筛分后得到颗粒磷镁肥产品。
主要化学反应如下：
MgCO3·CaCO3 → MgO+ CaO+ CO2↑
CaO+ H2O → Ca(OH)2
MgO+ H2O → Mg(OH)2
Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4·2H2O↓
Mg(OH)2 + H3PO4 + H2O → MgHPO4·3H2O↓
CaHPO4·2H2O+ H2SO4 → Ca(H2PO4)2·H2O+ CaSO4 + H2O
MgHPO4·3H2O+ H2SO4 → Mg(H2PO4)2·2H2O+ MgSO4 + H2O
Ca5F(PO4)3 + H2SO4 + 3H2O→ Ca(H2PO4)2·H2O + CaSO4 + HF↑
本发明利用高镁磷尾矿处理磷肥工业酸性含磷废水来制备磷镁肥，高镁磷尾矿的煅烧后得到主要成分为氧化钙、氧化镁和少量氟磷灰石的煅白，将煅白加入到磷肥工业酸性含磷废水中进行中和沉淀反应，生成磷酸钙盐和磷酸镁盐沉淀物，过滤料液后，得到主要成分为磷酸钙盐、磷酸镁盐和部分氟磷灰石的固相渣，在固相渣中加入硫酸反应将固相渣中枸溶性和不溶性磷转化为可溶性磷，以及将枸溶性和不溶性镁转化为可溶性镁，干燥、粉碎或造粒得到磷镁肥产品。本发明得到的磷镁肥产品质量为：总磷P2O518%～26%、有效P2O516%～25%、总镁MgO14%～20%、有效MgO13%～19%、以P2O5计的游离酸≤5%。
与现有技术相比，本发明具有明显的有益效果，本发明采用高镁磷尾矿的煅烧产物代替普通生石灰来处理磷肥工业酸性含磷废水，高镁磷尾矿的煅烧产物成本约150-200元每吨，普通生石灰约500-600元每吨，明显降低了废水的处理成本；本发明得到的磷镁肥产品中的磷镁养分全部来自废弃物高镁磷尾矿和磷肥工业酸性含磷废水，回收利用了废弃物中磷镁资源，属于废弃物资源化有效利用；本发明利用高镁磷尾矿煅烧物处理磷肥工业酸性含磷废水得到的副产物加工制备磷镁肥，成本低，产品每吨成本约250-400元，而市场价格可达900-1300元，利润空间大，经济效益好；本发明将高镁磷尾矿和磷肥工业酸性含磷废水转化为磷镁肥产品，即处理了废水，又避免了高镁磷尾矿的堆存，从而避免土地的占用和堆场的维护，降低了对环境的危害，环保效益明显。
综上所述，本发明具有降低废水处理成本、回收利用废弃物中磷镁资源、产品成本低和经济效益好的特点，对磷肥工业可持续发展具有重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明工艺流程框图。
具体实施方式
本发明的具体实施过程如下：
一种制备磷镁肥的方法，包括以下步骤：
（1）将P2O5含量为2%～10%、MgO含量为14%～21%的高镁磷尾矿在880～1200℃下煅烧，得到煅白；
（2）将煅白加入到P2O5含量为1%～6%、pH值为0.7～3的磷肥工业酸性含磷废水中进行中和沉淀反应，至料液pH值为7-10时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣，清液返回磷肥生产系统或达标外排；
（3）在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量10%-45%的硫酸反应0.1-10h，反应后将反应物干燥、粉碎得到有效P2O516%～25%、有效MgO13%～19%的粉状磷镁肥产品。
上述的一种磷镁肥的制备方法，其中：高镁磷尾矿为磷矿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矿物。
上述的一种磷镁肥的制备方法，其中：将粉状磷镁肥产品在圆盘造粒机或滚筒造粒机上造粒，经干燥、筛分后得到颗粒磷镁肥产品。
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
将P2O5含量为7.0%、MgO含量为16.9%的高镁磷尾矿在960℃下煅烧，得到质量为高镁磷尾矿61%的煅白，在P2O5含量为4.0%、pH值为1.5的1t磷肥工业酸性含磷废水中加入104kg上述煅白进行中和沉淀反应，反应至料液pH值为8时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣（干基质量约135kg），清液返回磷肥生产系统或达标外排；在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量35%的硫酸反应0.5h，反应后将反应物干燥、粉碎得到约185kg的规格为有效P2O525%、有效MgO15%的粉状磷镁肥产品。
实施例2
将P2O5含量为2.0%、MgO含量为21.0%的高镁磷尾矿在1200℃下煅烧，得到质量为高镁磷尾矿56%的煅白，在P2O5含量为1%、pH值为3的1t磷肥工业酸性含磷废水中加入30kg上述煅白进行中和沉淀反应，反应至料液pH值为7时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣（干基质量约51kg），清液返回磷肥生产系统或达标外排；在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量10%的硫酸反应0.1h，反应后将反应物干燥、粉碎后在圆盘造粒机上造粒得到约58kg规格为有效P2O516%、有效MgO19%的颗粒磷镁肥产品。
实施例3
将P2O5含量为10.0%、MgO含量为14.0%的高镁磷尾矿在880℃下煅烧，得到质量为高镁磷尾矿65%的煅白，在P2O5含量为6%、pH值为0.7的1t磷肥工业酸性含磷废水中加入253kg上述煅白进行中和沉淀反应，反应至料液pH值为10时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣（干基质量约283kg），清液返回磷肥生产系统或达标外排；在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量45%的硫酸反应10h，反应后将反应物干燥、粉碎后在滚筒造粒机上造粒得到约410kg规格为有效P2O523%、有效MgO13%的颗粒磷镁肥产品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种制备磷镁肥的方法，包括以下步骤：
（1）将P2O5含量为2%～10%、MgO含量为14%～21%的高镁磷尾矿在880～1200℃下煅烧，得到煅白；
（2）将煅白加入到P2O5含量为1%～6%、pH值为0.7～3的磷肥工业酸性含磷废水中进行中和沉淀反应，至料液pH值为7-10时过滤料液，得到清液和含磷镁固相渣，清液返回磷肥生产系统或达标外排；
（3）在过滤所得含磷镁固相渣中加入固相渣干基质量10%-45%的硫酸反应0.1-10h，反应后将反应物干燥、粉碎得到有效P2O516%～25%、有效MgO13%～19%的粉状磷镁肥产品；
上述含量为质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的一种制备磷镁肥的方法，其特征在于：高镁磷尾矿为磷矿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矿物。
3.根据权利要求1所述的一种制备磷镁肥的方法，其特征在于：将粉状磷镁肥产品在圆盘造粒机或滚筒造粒机上造粒，经干燥、筛分后得到颗粒磷镁肥产品。
4.根据权利要求1所述的一种制备磷镁肥的方法，其特征在于：得到的磷镁肥产品质量为：总磷P2O518%～26%、有效P2O516%～25%、总镁MgO14%～20%、有效MgO13%～19%、以P2O5计的游离酸≤5%。
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