CN111847409B - 一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，包括：将磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球。本发明采用磷酸、硫酸和磷酸盐粘合剂，其中的P2O5最终进入炉内参与制磷反应，提高了磷矿石中P2O5的含量，提高了磷矿石的品位；同时，添加硫酸可以进一步减少成本，与碳酸钙等其余物质反应，增加最终产品的强度。加入的磷酸和磷矿中的碳酸盐杂质进行化学置换反应，并利用双辊混料器进行混料，充分释放对电炉生产有害的CO2和有机物，本发明加入的磷酸都是黄磷生产过程中产生的废磷酸，提高了废磷酸的利用价值。

Description

一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法
技术领域
本发明涉及矿物加工技术领域，尤其是涉及一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法。
背景技术
为了降低黄磷的生产成本,黄磷生产厂家所用磷矿原料以富矿为主(P2O5质量分数﹥28％)。矿山经数年过度乱采滥挖之后,富矿所剩不多,资源破坏严重。中国多数黄磷生产企业只用块矿,对能达到入炉要求的中低品位磷矿粉因无球团(块)烧结装置、技术而无法使用。有矿产资源和依靠采销矿的企业，多数是采块弃粉,资源浪费严重。在原料质优易得、价格低廉的过去,企业以低技术、高耗能、高浪费的粗放式经营尚可生存和发展；在磷矿资源日趋枯竭、贫化,矿价格不断上涨的今天和将来,黄磷产量较大的企业应开发使用烧结技术,黄磷生产用块矿改为块与烧结矿的混合料,即将原矿筛分,其中的粉矿采用新型烧结技术烧结后与筛分出的块矿混合用于生产黄磷,也可将弃之于矿山的较低品位的粉矿和运输干燥产生的粉矿,通过选矿提高品位之后再进行烧结,用于加工磷肥及磷制品。
现有技术中：
1、硅酸钠作粘合剂的成球技术
该技术选用硅酸钠作粘合剂，添加量10～15％，该技术成球的矿球热稳定性和强度基本能满足黄磷生产企业的要求，但是由于添加了硅酸钠，给炉内带来了钠离子，钠离子的活性、导电性使炉内的化学反应更加复杂，影响电炉的操控。同时，硅酸钠不能降低黄磷生产的有害因素，如碳酸盐和有机物。
2、伍德烧结成球技术
(1)黏土作黏结剂的弊病:①使磷矿品位下降，如原矿P2O5质量分数为25％，加8％的黏土制成球后,则干球中P2O5质量分数下降到23％；②炉渣量增加，以生产黄磷入炉磷矿中P2O5质量分数为25％计,若改用加黏土的烧结球，磷矿原料质量将由原来的1t增加至1.3～1.5t,烧结球内的黏土最终以炉渣的形态排出,炉渣质量将由原来的1t增加至1.9～2.0t；③经济效益减少，以化料量计算电耗,黏土(炉渣)带出的热量损失折电耗约1000kw/h/t,因炉渣量的增加导致带失的磷也增加,经济效益减少约500元/t；
(2)盘式造粒机造粒生产效率低,设备故障多,造粒现场粉尘含量高,操作环境差；
(3)带式焙烧机烧结磷矿的弊病：磷矿烧结球的强度与烧结温度成正比，因为带式烧结机的材料(钢材)耐热度不高,所以烧结球的强度往往因烧结温度不高而受影响；另外,带式烧结机烧结热损失大,使得黄磷尾气消耗偏(150Nm3/t矿),而且装置投资也偏高。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，本发明方法制备的磷矿粉球成本低，强度高。
本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，包括：
将磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合，搅拌，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球。
优选的，所述磷矿粉为筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉；
所述磷矿粉的筛分目数为2～20目。
优选的，所述压球的压力为20～200吨。
优选的，所述烘干的温度为200～800℃。
优选的，所述磷酸的质量百分浓度为10～50％。
优选的，所述硫酸的质量百分浓度为5～30％。
优选的，所述磷酸盐粘合剂选自磷酸镁、磷酸钙或磷酸铝中的一种几种。
优选的，所述混合为采用双辊混料器进行混合。
优选的，所述烘干为采用高塔烘干机烘干。
与现有技术相比，本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，包括：将磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球。本发明由于采用磷酸、硫酸和磷酸盐粘合剂，磷酸和磷酸盐粘合剂中的P2O5最终进入炉内参与制磷反应，提高了磷矿石中P2O5的含量，提高了磷矿石的品位；同时，添加硫酸可以进一步减少成本，同时与碳酸钙等其余物质反应，增加最终产品的强度。加入的磷酸和磷矿中的碳酸盐杂质进行化学置换反应，并利用双辊混料器进行混料，充分释放对电炉生产有害的CO2和有机物，在黄磷生产中，每降低物料中1％的CO2含量，电炉电耗会降低190度，减少焦炭用量29公斤，可大大降低企业的生产成本；本发明加入的磷酸都是黄磷生产过程中产生的废磷酸，将废磷酸用于磷矿粉球的生产，提高了废磷酸的利用价值。
具体实施方式
本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，包括：
将磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球。
本发明提供的利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法首先将生产企业筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉利用2～15目筛网进行筛分，块状矿料直接用于黄磷生产，筛分的粉料则进入配料步骤。
本发明所述配料为：磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合进行配料，然后搅拌均匀。
本发明配料包括磷矿粉100质量份；本发明对于所述磷矿粉不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。所述磷矿粉为筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉；所述磷矿粉的筛分目数为2～20目。
本发明所述原料包括磷酸1～4质量份，具体可以为1质量份，2质量份，3质量份或者4质量份。或者上述任意二者时间的点值。
本发明所述磷酸的质量百分浓度为10～50％；优选为20～40％。
本发明中，加入的磷酸都是黄磷生产过程中产生的废磷酸，将废磷酸用于磷矿粉球的生产，提高了废磷酸的利用价值。
本发明所述原料包括碳酸钙0.5～1质量份，优选为0.6～0.9质量份。本发明对于所述碳酸钙的来源不进行限定，市售即可，本发明所述碳酸钙的粒径优选为400～800目。
本发明所述原料包括硫酸0.5～3质量份；优选可以为1～3质量份；具体可以为1质量份、2质量份或3质量份；或者上述任意二者时间的点值。
本发明所述硫酸的质量百分浓度优选为5～30％；更优选为10～25％。
本发明通过加入硫酸，可以减少磷酸的用量，降低生产成本，同时通过硫酸和碳酸钙的加入可以进一步提高产品的强度等性能。
本发明中，加入的磷酸和磷矿中的碳酸盐杂质进行化学置换反应，并利用双辊混料器进行混料，充分释放对电炉生产有害的CO2和有机物，在黄磷生产中，每降低物料中1％的CO2含量，电炉电耗会降低190度，减少焦炭用量29公斤，可大大降低企业的生产成本。
本发明所述原料包括磷酸盐粘合剂0.5～2质量份；优选包括1～2质量份。
本发明所述磷酸盐粘合剂优选选自磷酸镁、磷酸钙或磷酸铝中的一种几种。本发明所述磷酸盐粘合剂的来源不进行限定，市售即可。
本发明中，由于采用磷酸、硫酸和磷酸盐粘合剂，磷酸和磷酸盐粘合剂中的P2O5最终进入炉内参与制磷反应，提高了磷矿石中P2O5的含量，提高了磷矿石的品位。
本发明所述混合优选为采用双辊混料器进行混合。本发明对于所述混合的具体操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
本发明所述混合优选为搅拌混合，本发明搅拌混合时，既可以将磷矿粉、磷酸、硫酸和磷酸盐粘合剂混合均匀，又可以去除混料中碳酸盐中的二氧化碳和大部分有机物。
混合后为压球。将混合均匀的粉料送入压球机在压力为20～200吨的压力下进行压球。所述压力优选为30～180吨。
压球成型后送入烘干机中烘干。本发明对于所述烘干的具体操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
所述烘干为采用高塔烘干机烘干。所述烘干的温度为200～800℃。
烘干后为冷却，本发明对于所述冷却的具体操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
本发明提供了一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，包括：将磷矿粉100质量份、磷酸1～4质量份、碳酸钙0.5～1质量份；硫酸0.5～3质量份和磷酸盐粘合剂0.5～2质量份混合，搅拌，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球。本发明由于采用磷酸、硫酸和磷酸盐粘合剂，磷酸和磷酸盐粘合剂中的P2O5最终进入炉内参与制磷反应，提高了磷矿石中P2O5的含量，提高了磷矿石的品位；同时，添加硫酸可以进一步减少成本，同时与碳酸钙等其余物质反应，增加最终产品的强度。加入的磷酸和磷矿中的碳酸盐杂质进行化学置换反应，并利用双辊混料器进行混料，充分释放对电炉生产有害的CO2和有机物，在黄磷生产中，每降低物料中1％的CO2含量，电炉电耗会降低190度，减少焦炭用量29公斤，可大大降低企业的生产成本；本发明加入的磷酸都是黄磷生产过程中产生的废磷酸，将废磷酸用于磷矿粉球的生产，提高了废磷酸的利用价值。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法进行详细描述。本发明实施例和对比例原料总重量一致，皆为100KG。
实施例1
一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的第二代方法，包括如下步骤：
(1)筛分：将生产企业筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉利用2目筛网进行筛分，块状矿料直接用于黄磷生产，筛分的粉料则进入配料步骤；
(2)配料：按磷矿粉100份、磷酸2份、碳酸钙0.5份；硫酸0.5份和磷酸盐粘合剂0.5份进行配料，然后投入搅拌器中搅拌均匀，磷酸的质量百分浓度为10％，磷酸盐粘合剂为磷酸镁；
(3)混料：搅拌均匀的混料输送入双辊混料器中进行充分混料，使混料中的CO2释放；
(4)压球：将混合均匀的粉料送入压球机在压力为20吨的压力下进行压球，压球未成型的混料再次返回混料步骤进行再次混合；
(5)烘干：压球成型后送入高塔烘干机中在200℃下进行烘干；
(6)冷却待用。
对本发明实施例制备的磷矿粉球进行性能测定，结果如下表：
转鼓系数(冷) 800度煅烧8分钟 85.5％
转鼓系数(热) 800度煅烧8分钟 90.2％
实施例2
一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的第二代方法，包括如下步骤：
(1)筛分：将生产企业筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉利用10目筛网进行筛分，块状矿料直接用于黄磷生产，筛分的粉料则进入配料步骤；
(2)配料：按磷矿粉100份、磷酸4份、碳酸钙1份；硫酸3份和磷酸盐粘合剂1份进行配料，然后投入搅拌器中搅拌均匀，磷酸的质量百分浓度为30％，磷酸盐粘合剂为磷酸镁和磷酸钙；
(3)混料：搅拌均匀的混料输送入双辊混料器中进行充分混料，使混料中的CO2释放；
(4)压球：将混合均匀的粉料送入压球机在压力为100吨的压力下进行压球，压球未成型的混料再次返回混料步骤进行再次混合；
(5)烘干：压球成型后送入高塔烘干机中在400℃下进行烘干；
(6)冷却待用。
对本发明实施例制备的磷矿粉球进行性能测定，结果如下表：
转鼓系数(冷) 800度煅烧8分钟 92％
转鼓系数(热) 800度煅烧8分钟 92.5％
实施例3
一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的第二代方法，包括如下步骤：
(1)筛分：将生产企业筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉利用15目筛网进行筛分，块状矿料直接用于黄磷生产，筛分的粉料则进入配料步骤；
(2)配料：按磷矿粉100份、磷酸3份、碳酸钙0.8份硫酸5份和磷酸盐粘合剂2份进行配料，然后投入搅拌器中搅拌均匀，磷酸的质量百分浓度为50％，磷酸盐粘合剂为磷酸镁和磷酸铝；
(3)混料：搅拌均匀的混料输送入双辊混料器中进行充分混料，使混料中的CO2释放；
(4)压球：将混合均匀的粉料送入压球机在压力为200吨的压力下进行压球，压球未成型的混料再次返回混料步骤进行再次混合；
(5)烘干：压球成型后送入高塔烘干机中在500℃下进行烘干；
(6)冷却待用。
对本发明实施例制备的磷矿粉球进行性能测定，结果如下表：
转鼓系数(冷) 800度煅烧8分钟 98.09％
转鼓系数(热) 800度煅烧8分钟 95.4％
对比例1
一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的第二代方法，包括如下步骤：
(1)筛分：将生产企业筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉利用2目筛网进行筛分，块状矿料直接用于黄磷生产，筛分的粉料则进入配料步骤；
(2)配料：按磷矿粉100份、磷酸2份、和磷酸盐粘合剂0.5份进行配料，然后投入搅拌器中搅拌均匀，磷酸的质量百分浓度为10％，磷酸盐粘合剂为磷酸镁；
(3)混料：搅拌均匀的混料输送入双辊混料器中进行充分混料，使混料中的CO2释放；
(4)压球：将混合均匀的粉料送入压球机在压力为20吨的压力下进行压球，压球未成型的混料再次返回混料步骤进行再次混合；
(5)烘干：压球成型后送入高塔烘干机中在200℃下进行烘干；
(6)冷却待用。
对本发明实施例制备的磷矿粉球进行性能测定，结果如下表：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法，其特征在于，包括：
将磷矿粉100质量份、磷酸3质量份、碳酸钙0.8质量份；硫酸5质量份和磷酸盐粘合剂2质量份混合，压球，烘干、冷却得到磷矿粉球；所述硫酸的质量百分浓度为5～30％；磷酸的质量百分浓度为50％；所述磷矿粉为筛分的磷矿粉或矿山上生产精矿剩下的矿粉；所述磷矿粉的筛分目数为15目；所述烘干的温度为500℃；
所述压球的压力为200吨。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸盐粘合剂选自磷酸镁、磷酸钙或磷酸铝中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合为采用双辊混料器进行混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干为采用高塔烘干机烘干。
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