一种盐酸循环利用分解磷矿石生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法.doc

一种盐酸循环利用分解磷矿石生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法

一种盐酸循环利用分解磷矿石生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法

申请人 宁南宏坤矿业有限公司
地址 四川宁南县XX
发明人 张黔生 胡厚美
参考文献

发明名称
一种盐酸循环利用分解磷矿石生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法

摘要
一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法。包括以下步骤：（1）浓度在18%至30%的盐酸，温度控制在30 -50℃萃取分解粒度为40目磷矿石，反应时间20至50分钟，（2）酸解液加入特制复合脱氟剂脱氟并静止沉清4-6小时。（3）上层清夜加入石灰乳进行反应得到磷酸二氢钙或磷酸一氢钙（通过控制反应的PH），料浆离心过滤，热风干燥后得到合格的磷酸二氢钙或磷酸一氢钙产品。（4）过滤液（钙水）继续加入石灰乳，得到氢氧化镁沉淀，沉淀产物进过过滤、干燥得到产品氢氧化镁。（5）除镁后的过滤液，加入硫酸，得到高纯硫酸钙（硫酸钙含量高达99%），高纯石膏经过过滤、干燥、煅烧得到高纯石膏粉产品。（6）除钙后的过滤液为再生盐酸，返回第一步循环利用。本方法实现了磷矿石资源中伴生元素的综合利用，除了得到主产品磷酸钙盐外，还得到高硅渣、氢氧化镁、高纯石膏粉三种产品，极大地提高了资源的经济价值。

权利要求书
1、一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法。包括以下步骤：
（1）浓度在18%至30%的盐酸，温度控制在30℃ -50℃萃取分解粒度为40目磷矿石，反应时间20至50分钟。
（2）酸解液加入特制复合脱氟剂脱氟并静止保温沉清4-6小时。
（3）上层清夜加入石灰乳进行反应得到磷酸二氢钙或磷酸一氢钙（通过控制反应的PH），料浆离心过滤，热风干燥后得到合格的磷酸二氢钙或磷酸一氢钙产品。
（4）过滤液（钙水）继续加入石灰乳，得到氢氧化镁沉淀，沉淀产物进过过滤、干燥得到产品氢氧化镁。
（5）除镁后的过滤液，加入硫酸，得到高纯硫酸钙（硫酸钙含量高达99%），高纯石膏经过过滤、干燥、煅烧得到高纯石膏粉产品。
（6）除钙后的过滤液为再生盐酸，返回第一步循环利用。
2、根据权利要求1所述的一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法，其特征是，步骤（1）中所述的磷矿石为P2O5含量为16%至24%的中低品位磷矿，二氧化硅含量为15%—25%，镁含量为3%—6%。反应温度控制在30℃-50℃。
3、根据权利要求1所述的一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法，其特征是，步骤（2）中加入符合脱氟剂（为自主研发，另有发明专利保护）静止保温沉清温度为40℃—50℃，时间为4-6小时。
4、根据权利要求1所述的一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法，其特征是，步骤（5）中钙水中的镁、铁、铝等杂质含量控制在2%，氯化钙与硫酸反应，生产高纯石膏并副产盐酸。浓硫酸（93%—98%），反应温度控制在50℃-80℃，时间控制在1-2小时。石膏烘干尾气返回尾气洗涤系统，回收盐酸。
5、根据权利要求1所述的一种盐酸循环利用处理磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法，其特征是，步骤（6）中除钙后的母液即为再生盐直接泵送回步骤（1）酸循环使用，

说明书
一种盐酸循环利用分解磷矿生产磷酸二氢钙、磷酸一氢钙联产高纯石膏粉的方法
技术领域
本发明涉及一种磷矿石综合利用方法，具体地说，涉及一种利用盐酸循环使用分解磷矿石，分别得到高含量硅渣、磷酸钙盐、氢氧化镁、高纯石膏粉产品，实现了磷矿石资源的高效利用，提升了资源价值，特别是用于处理低品位磷矿石其经济价值和社会价值更为突出。
背景技术
我国磷矿石资源随着国民经济的发展，资源越来越少，特别高品位磷矿石，而大量的低品位磷矿石16-18%，由于受到技术的限制，其经济价值较低，弃之不用。一方面由于磷资源的紧缺，国家限制出口，造成国内磷复肥、磷酸盐、黄磷产能严重过剩，磷化工企业经济效益低下；另一方面我国大量的低品位磷矿石闲置浪费。因此本技术的开发，可实现低品位磷矿石的高效利用，提升资源价值，解决我国磷资源紧缺的问题，为磷化工企业的可持续发展提供强大的支撑，大力提高磷化工企业的经济效益，为我国磷化工行业带来一场巨大的技术革命和天翻地覆的变化。
发明内容
本发明旨在解决低品位磷矿的资源化高效利用问题，其工艺过程如下：
采用盐酸循环利用萃取分解磷矿石生产磷酸钙盐，并副产高纯石膏粉、硅渣、氢氧化镁。
工艺装置主要组成：
1）原矿破碎处理工段
2）萃取反应工段
3）磷酸二氢钙工段
4）氢氧化镁工段
5）石膏生产工段
6）尾气洗涤工段
7）石灰乳配置工段
主要工艺描述如下：
原矿破碎处理工段
矿山开采的原磷矿石通过皮带输送机或汽车到运至选矿厂临时堆场，经过装载机送至一级破碎系统，经过破碎后的原矿进入球磨机磨细至40目。
萃取反应工段
将磨细至40目的矿石，通过皮带送至矿粉储槽，矿粉经过计量后用螺旋机送入1#萃取反应槽进行萃取分解反应。反应料浆送入PH值调节槽，加入石灰乳，调节PH至0.8-1.0，自流到沉清槽槽沉清，并加入脱氟剂和絮凝剂，进行脱氟和沉降，气相产物排放到尾气洗涤工段处理。沉降於渣经过过滤和水洗后外排销售，回收的滤液返回至沉清槽，洗涤水排放至洗涤水总管回收处理，澄清过后的沉清液，输送到磷酸二氢钙反应槽。
磷酸二氢钙工段
经过澄清过后的液体送入磷酸二氢钙反应槽，加入预制好的石灰，进行中和反应，反应产生的沉淀物经过过滤、洗涤，通过皮带输送机送至空气干燥系统干燥得到产品磷酸二氢钙，外卖。滤液送入下一道工段处理，洗涤液进入洗涤水系统回收处理。
氢氧化镁工段
将上一工段排除的滤液送至氢氧化镁反应槽，继续加入石灰进行中和反应，反应产生的沉淀物经过过滤、洗涤，用皮带输送机送至干燥系统干燥得到产品。滤液送入下一道工段处理，洗涤液进入洗涤水系统回收处理。
石膏生产工段
将上一工段排除的滤液和送至石膏反应槽，加入硫酸进行石膏反应，反应产生的沉淀物经过过滤，用皮带输送机送至石膏空气干燥系统，再进入石膏煅烧炉煅烧得到建筑石膏粉产品外卖。滤液泵送至1#萃取反应槽循环利用，干燥和反应产生尾气排放至尾气洗涤系统。
尾气洗涤工段
萃取反应产生的尾气、石膏反应产生的尾气以及石膏烘干系统产生的尾气通过风机进入排放至尾气洗涤系统进行脱氟脱氯处理，经过脱氟脱氯处理后的气体排入大气，洗涤系统产生的沉淀物经过过滤，自然晾干得到氟硅酸盐产品，外卖，滤液进入1#萃取反应槽循环利用。
石灰乳配置工段
外购来的石灰，经过圆盘破碎机破碎至100目,加入到消化槽，并加入洗涤系统回收来的洗涤水进行消化，控制石灰乳密度为1.06至1.07，排放至石灰乳储槽，并泵送总石灰乳总管，待用。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
实施例1
称取100克磷矿，磷矿组成为
名称
P2O5
CaO
MgO
SiO2
Fe2O3
Al2O3
F
SUM
原 矿
16.092
37.772
5.793
24.771
1.25
0.885
1.612
88.675
300克盐酸（21.33%），按照本发明所设计的工艺过程，得到硅渣、磷酸二氢钙产品、高纯石膏粉、氢氧化镁产品指标为
1、硅渣
样品
分析数据
备注
1
P2O5 0.19%
SiO2 80.2%
Fe2O3 2.64%
其他算不溶物 6.97%
H20 9.8%

2、磷酸二氢钙产品
样品
分析数据
备注
1
P 22.15%
Ca 13.3%
F 0.16%

3、氢氧化镁
样品
分析数据
备注
1
Mg(OH)2 84.8%
Al(OH)3 13.3%
H20 1.9%

4、建筑石膏粉
样品
分析数据
备注
1
CaSO4·0.5H2O 99%

实施例2
称取500克磷矿，磷矿组成为
名称
P2O5
CaO
MgO
SiO2
Fe2O3
Al2O3
F
SUM
原 矿
16.092
37.772
5.793
24.771
1.25
0.885
1.612
88.675
1500克盐酸（26%），按照本发明所设计的工艺过程，得到硅渣、磷酸二氢钙产品、高纯石膏粉、氢氧化镁产品指标为
1、硅渣
样品
分析数据
备注
1
P2O5 0.23%
SiO2 80.1%
Fe2O3 2.59%
其他算不溶物 7.08%
H2O 10.2%

2、磷酸二氢钙产品
样品
分析数据
备注
1
P 22.05%
Ca 13.07%
F 0.14%

3、氢氧化镁
样品
分析数据
备注
1
Mg(OH)2 83.9%
Al(OH)3 14.0%
H20 2.1%

4、建筑石膏粉
样品
分析数据
备注
1
CaSO4·0.5H2O 98.8%

实施例3
称取600克磷矿，磷矿组成为
名称
P2O5
CaO
MgO
SiO2
Fe2O3
Al2O3
F
SUM
原 矿
16.092
37.772
5.793
24.771
1.25
0.885
1.612
88.675
1800克盐酸（18%），按照本发明所设计的工艺过程，得到硅渣、磷酸二氢钙产品、高纯石膏粉、氢氧化镁产品指标为
1、硅渣
样品
分析数据
备注
1
P2O5 0.17%
SiO2 79.8%
Fe2O3 2.12%
其他算不溶物 7.68%
H2O 10.23%

2、磷酸二氢钙产品
样品
分析数据
备注
1
P 21.98%
Ca 12.97%
F 0.19%

3、氢氧化镁
样品
分析数据
备注
1
Mg(OH)2 82.4%
Al(OH)3 12.9%
H20 4.7%

4、建筑石膏粉
样品
分析数据
备注
1
CaSO4·0.5H2O 98.1%