CN104925776B - 一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：将中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25%‑28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆浆混合物在捕收剂的作用下进行反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆；将含P2O5 32%的磷矿浆浆经高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。采用本发明的技术方案磷酸一铵的回收率达99.5%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。该方法工艺步骤简单，条件温和，适合大工业化生产及应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法。
背景技术
李志国在磷矿浆堆场多目标优化配矿浆模型中以磷矿浆浮选场堆场配矿浆过程为研究对象，选取入选原矿浆品质指标及低品质矿浆石利用量为主要目标，增加资源量约束及决策变量非负约束，构建了堆场多目标优化配矿浆模型。同时应用Matlab优化工具箱中多目标规划解算函数，对算例及实际配矿浆模型求解验证，并与现场混配结果进行比较,配矿浆效果明显.研究结果表明：磷矿浆多目标优化配矿浆模型实现了磷矿浆堆场配矿浆工艺及过程的简单、直观、较完整描述，Matlab优化工具箱多目标规划相关函数,对求解磷矿浆堆场多目标优化配矿浆模型是简便、有效的。
在基于遗传算法的多目标优化配矿浆中，为综合衡量配矿浆效果，基于多目标优化理论，以磨浮入选原矿浆组分指标、入选原矿浆品质稳定及最大限度利用原矿浆为目标，构建磷矿浆堆场多目标优化配矿浆模型，并采用改进的多目标遗传算法求解该模型。经约束多目标优化算例测试结果表明：改进的多目标遗传算法可以找到多目标优化问题分布广泛、均匀的Pareto最优解集。并针对磷矿浆浮选堆场开展多目标优化配矿浆，现场测试结果显示，矿浆石混配后P2O5含量23.052%，MgO含量4.195%，混配原矿浆30654t，比常规优化方案资源利用率提高0.31%。研究结果表明，该多目标优化配矿浆技术可实现稳定矿浆石品质的同时最大限度地利用原矿浆。
刘长淼在青海低品位磷灰石型磷矿浆浮选试验研究表述了对青海某低品位磷灰石型磷矿浆进行了浮选试验研究。原矿浆经粗磨后,可抛除约20%的粗粒黑云母和透辉石。抛尾后试样经再磨后,采用氧化石蜡皂和2#药作为捕收剂,在无碱条件下,开路试验获得的磷精矿浆P2O5品位为35.41%、P2O5作业回收率为87.24%。闭路流程试验获得了磷精矿浆P2O532.01%、P2O5作业回收率达97%的良好结果。采用可溶性淀粉可有效抑制磷精矿浆中的含镁矿浆物,从而获取合格的磷精矿浆。
综上所述，以上都未对磷矿浆配矿浆、浮选、湿法磷酸提纯、磷酸一铵生产等系列工艺进行系统性报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，具体包括如下步骤：
1）将中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25%-28%的磷矿浆浆混合物，将该磷矿浆浆混合物在捕收剂的作用下进行反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆浆；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下进行高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为4%-8%，P2O5含量为10%-25%；低品位磷矿浆中，P2O5含量低于18%。
反浮选过程中的捕收剂包括捕收剂皂片及起泡剂以质量比为20:1-3的混合物，其中捕收剂皂片为椰油酸皂、油酸皂或亚油酸皂；起泡剂为高级脂肪醇或多元醇与环氧烷烃的聚合物。
所述的高级脂肪醇可以为C8-C18醇等，多元醇可以为丙二醇、丙三醇、乙二醇、季戊四醇、山梨醇、木糖醇等，环氧烷烃可以为环氧乙烷、环氧丙烷或它们的混合物。
所述的起泡剂具体可以为C8-C18醇聚氧乙烯醚、C8-C18醇聚氧丙烯醚、C8-C18醇聚氧乙烯聚氧丙烯、聚醚多元醇。
所述的反浮选过程中的捕收剂还可以为如下重量份的原料组成：脂肪酸磺烷基酯或脂肪酸磺烷基酰胺50-70份、乙酰氧羟肟酸10-15份、二氧化钛1-10份、氧化亚铜1-10份、聚合氯化铝或丙烯酰胺改性的壳聚糖高分子聚合物10-15份、松油10-15份。进一步优选为脂肪酸磺烷基酰胺58份、乙酰氧羟肟酸14份、二氧化钛7.5份、氧化亚铜5.5份、丙烯酰胺改性的壳聚糖高分子聚合物0.075份、松油14份。
采用本发明的技术方案磷酸一铵的回收率达99.5%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。该方法工艺步骤简单，条件温和，适合大工业化生产及应用。
具体实施方式
实施例1
一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：
1）利用中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25-28%的磷矿浆浆混合物，将该磷矿浆浆混合物在反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆，所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为5.6%，P2O5含量为22%；低品位磷矿浆中，P2O5含量为16%；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下的高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
上述步骤中反浮选过程中的捕收剂包括捕收剂皂片及起泡剂以质量比为20:1的混合物，其中捕收剂皂片为椰油酸皂；起泡剂为丙三醇与环氧丙烷以质量比20:1的聚合物。
本发明磷酸一铵的回收率达99.5%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。
实施例2
一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：
1）利用中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25-28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆混合物在反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆，所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为7%，P2O5含量为16%；低品位磷矿浆中，P2O5含量为18%；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下的高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
上述步骤中反浮选过程中的捕收剂包括捕收剂皂片及起泡剂以质量比为10:1的混合物，其中捕收剂皂片为亚油酸皂；起泡剂为月桂醇、环氧丙烷、环氧乙烷以质量比1：1：0.6的聚合物。
本发明磷酸一铵的回收率达99.8%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。
实施例3
一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：
1）利用中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25-28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆混合物在反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆，所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为4.5%，P2O5含量为25%；低品位磷矿浆中，P2O5含量为15%；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下的高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
上述步骤中反浮选过程中的捕收剂为脂肪酸磺烷基酰胺58份、乙酰氧羟肟酸14份、二氧化钛7.5份、氧化亚铜5.5份、丙烯酰胺改性的壳聚糖高分子聚合物0.07份、松油14份的混合物。
本发明磷酸一铵的回收率达99.8%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。
实施例4
一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：
1）利用中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25-28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆混合物在反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆，所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为4%，P2O5含量为12%；低品位磷矿浆中，P2O5含量为17.5%；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下的高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
上述步骤中反浮选过程中的捕收剂为脂肪酸磺烷基酯64份、乙酰氧羟肟酸10.5份、二氧化钛4.4份、氧化亚铜4.5份、聚合氯化铝改性的壳聚糖高分子聚合物11.5份、松油11.5份的混合物。
本发明磷酸一铵的回收率达99.5%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。
实施例5
一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，包括如下步骤：
1）利用中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4:1混合后，得到P2O5的质量分数为25-28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆混合物在反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆，所述的中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为6%，P2O5含量为20%；低品位磷矿浆中，P2O5含量为13%；
2）将含P2O5 32%的磷矿浆在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下的高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵。
上述步骤中反浮选过程中的捕收剂为脂肪酸磺烷基酰胺62份、乙酰氧羟肟酸15份、二氧化钛2.5份、氧化亚铜7.5份、聚合氯化铝改性的壳聚糖高分子聚合物10.5份、松油13.5份的混合物。
本发明磷酸一铵的回收率达99.5%，回收的磷酸一铵的纯度为食品级。
Claims (3)
1.一种利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将中低品位高镁磷矿浆与低品位磷矿浆以质量比为4：1混合后，得到P2O5的质量分数为25%-28%的磷矿浆混合物，将该磷矿浆混合物在捕收剂的作用下进行反浮选后得到含P2O5 32%的磷矿浆；
将含P2O5 32%的磷矿浆经高温真空过滤后析出磷酸，磷酸经沉降、过滤后进入管式反应器与氨反应得到磷酸一铵；
反浮选过程中的捕收剂包括捕收剂皂片及起泡剂以质量比为20：（1-3）的混合物，其中捕收剂皂片为椰油酸皂、油酸皂或亚油酸皂；起泡剂为高级脂肪醇或多元醇与环氧烷烃的聚合物；
所述中低品位高镁磷矿浆中，MgO含量为4%-8%，P2O5含量为10%-25%；低品位磷矿浆中，P2O5含量低于18%；
所述的高级脂肪醇为C8-C18醇，多元醇为丙二醇、丙三醇、乙二醇、季戊四醇、山梨醇或木糖醇，环氧烷烃为环氧乙烷、环氧丙烷或它们的混合物；
所述的高温真空过滤是在70-80℃，-0.05~-0.08MPa下进行的。
2.根据权利要求1所述的利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，其特征在于，或者，反浮选过程中的捕收剂由如下重量份的原料组成：脂肪酸磺烷基酯或脂肪酸磺烷基酰胺50-70份、乙酰氧羟肟酸10-15份、二氧化钛1-10份、氧化亚铜1-10份、聚合氯化铝0.1-0.5份，丙烯酰胺改性的壳聚糖高分子聚合物0.05-0.1份、松油10-15份。
3.根据权利要求1所述的利用中低品位磷矿浆生产磷酸一铵的方法，其特征在于，反浮选过程中的捕收剂为如下重量份的原料组成：脂肪酸磺烷基酰胺58份、乙酰氧羟肟酸14份、二氧化钛7.5份、氧化亚铜5.5份、丙烯酰胺改性的壳聚糖高分子聚合物0.075份、松油14份。
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