一種利用磷尾礦制備磷酸銨鎂和硝酸銨鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磷尾礦的回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種利用磷尾礦制備磷 酸銨鎂和硝酸銨鎂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷尾礦是磷礦浮選精礦時排出的未能加以利用的固體廢料。我國磷礦石原礦的品 位均不高，造成了磷化工行業(yè)在磷礦浮選精礦時都要向外排放大量的磷尾礦，每產(chǎn)3噸磷 礦，要排放1噸磷尾礦，磷尾礦的大量堆積，不僅占用大量的土地，而且還會帶來環(huán)境污染。 隨著我國磷化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和社會需求的不斷增加，磷產(chǎn)品的需求也隨著增加，磷尾 礦的堆積問題越來越嚴重。磷尾礦在受到腐蝕時，以及尾礦中某些可迀移元素發(fā)生化學迀 移時，將會對大氣和水土造成嚴重的污染，嚴重的會導致土地退化，植被遭到破壞，威脅到 人畜的安全。我國目前被磷尾礦污染的土地面積高達百萬畝。
[0003] 由于各地的磷礦組成成分不同，各地磷尾礦的成分差異較大，貴州地區(qū)磷尾礦的 主要成分是白云石（占磷尾礦的80%左右），其次還含有少量的磷灰石（占磷尾礦的15% 左右）。目前，我國對磷尾礦的利用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，將磷尾礦用作制備建 筑材料的原料，建筑材料如水泥、加氣混凝土以及微晶玻璃等，上述幾種途徑雖然能消耗一 部分磷尾礦，在一定程度上緩解了磷尾礦大量堆積的狀況，但沒有對磷尾礦進行充分的利 用，造成了磷尾礦中部分有用元素的浪費；第二，將磷尾礦進行二次浮選，該方法對磷尾礦 中的磷進一步進行利用，可有效降低磷尾礦中的磷含量，但對磷尾礦中磷的利用率依然偏 低，且不能從根本上解決磷尾礦大量堆積的現(xiàn)狀；第三，采用硫、磷混酸分解磷尾礦制備磷 鎂肥，該種方法雖然能解決部分磷礦尾礦的利用問題，但其要消耗大量的硫酸和磷酸去制 備磷鎂肥，取得的經(jīng)濟效益不好。
[0004] 申請?zhí)枮?01410595486. 8,發(fā)明名稱為一種制備高純度氫氧化鎂的方法，以工業(yè) 硝酸和磷肥廠含酸廢水按一定比例混合后萃取磷尾礦渣，過濾掉酸不溶物后的萃取液進行 一段中和，過濾后濾液進行二段中和過濾分離后烘干制得氫氧化鎂產(chǎn)品。該工藝利用磷肥 廠的廢水，減少酸耗，降低生產(chǎn)成本，且制得的氫氧化鎂純度較高。但是，該種方法僅回收利 用了磷尾礦中的鎂，對磷尾礦中的其他有用元素未進行充分利用，造成了磷尾礦中有用元 素如磷和媽的浪費。
[0005] 綜上所述，研發(fā)出一種能夠充分將磷尾礦中的有用元素進行回收利用的技術(shù)，具 有重要的經(jīng)濟意義和環(huán)保意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種利用磷尾礦制備磷酸銨鎂和硝酸銨鎂的方 法，以解決磷尾礦大量堆積，造成大量土地被占用，帶來環(huán)境污染，導致土地退化，植被遭到 破壞，威脅到人畜的安全而存在的技術(shù)問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)明人針對磷尾礦的特性，對磷尾礦的綜合利用 途徑進行深入的開發(fā)研宄，經(jīng)過長期的研宄和不斷的試驗，得出如下的技術(shù)方案：
[0008] -種利用磷尾礦制備磷酸銨鎂和硝酸銨鎂的方法，包括以下步驟：
[0009] (1)酸解：先將硝酸加入到反應(yīng)槽中，調(diào)節(jié)溫度為50~60°C后保持恒溫，并將轉(zhuǎn) 速調(diào)為200~300r/min后，加入磷尾礦，然后以10~20r/min的速度將轉(zhuǎn)速增加至450~ 550r/min，硝酸和磷尾礦的質(zhì)量比為（2~3) :1，反應(yīng)1~3h后，得反應(yīng)料液；
[0010] (2)過濾、洗滌：將反應(yīng)料液進行過濾，得酸解液和酸解渣，將酸解渣進行洗滌，得 殘渣和洗液；
[0011] (3)脫鈣：先將酸解液預熱至溫度為50~60 °C，將攪拌器的轉(zhuǎn)速調(diào)為550~650r/ min，向酸解液中加入硫酸銨溶液，調(diào)整溶液中硫酸根的濃度為15~25g/L，在加硫酸銨溶 液的過程中，以10~20r/min的速度將轉(zhuǎn)速增加至700~900r/min，并將溫度升高至70~ 80°C，反應(yīng)100~150min后，將反應(yīng)料液進行過濾，獲得濾渣和脫鈣液，將濾渣進行洗滌，然 后進行烘干，得石膏，并將洗滌液返回到脫鈣工序中；
[0012] (4)中和：將氨水加入到脫媽液中，調(diào)節(jié)混合液的pH值為6. 2~6. 5,并調(diào)節(jié)反應(yīng) 溫度為70~90°C，以500~700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)30~80min后，停止加熱和攪拌，將 反應(yīng)料液進行過濾，得中和液和濾渣，將濾渣送入轉(zhuǎn)鼓硫化床中造粒，得磷酸銨鎂；
[0013] (5)造粒：將中和液采用100~150°C的溫度蒸發(fā)濃縮至濃度為94~97%的熔融 液后，再送入轉(zhuǎn)鼓硫化床中造粒，即得硝酸銨鎂。
[0014] 所述磷尾礦中氧化媽含量為30~45%，氧化鎂含量為11~20%，五氧化二磷的 含量為5~12%。
[0015] 優(yōu)選地，所述磷尾礦中五氧化二磷含量為5. 5~6. 6 %、氧化媽含量為33. 4~ 35. 9%、氧化鎂含量為17. 6~18. 9%。
[0016] 所述硝酸溶液的濃度為50~60 %。
[0017] 所述氨水的濃度為25~28%。
[0018] 所述硫酸銨的濃度為30~40%。
[0019] 所述步驟（1)中，采用氨水用來吸收反應(yīng)生成的二氧化碳氣體，獲得碳酸銨溶液。
[0020] 所述步驟（2)中，將洗液返回酸解工序中。
[0021] 所述步驟（3)中，先將酸解液預熱至溫度為55°C，將攪拌器的轉(zhuǎn)速調(diào)為600r/min， 向酸解液中加入硫酸銨溶液，調(diào)整溶液中硫酸根的濃度為20g/L，在加硫酸銨溶液的過程 中，以15r/min的速度將轉(zhuǎn)速增加至800r/min，并將溫度升高至75°C，反應(yīng)120min后，將反 應(yīng)料液進行過濾，獲得濾渣和脫鈣液，將濾渣進行洗滌，然后進行烘干，得石膏，并將洗滌液 返回到脫鈣工序中。
[0022] 所述步驟（3)中，洗滌分四次進行，前三次采用冷水洗滌，第一次洗滌的洗滌液返 回到脫鈣工序中，第二次和第三次采用逆流洗滌，第二次的洗滌液用于第三次洗滌，第四次 采用60°C的熱水進行逆流洗滌。
[0023] 所述步驟（4)中，將氨水加入到脫鈣液中，調(diào)節(jié)混合液的pH值為6. 3,并調(diào)節(jié)反應(yīng) 溫度為80°C，以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)60min后，停止加熱和攪拌，將反應(yīng)料液進行過 濾，得中和液和濾渣，將濾渣送入轉(zhuǎn)鼓硫化床中造粒，得磷酸銨鎂。
[0024] 所述步驟（5)中，將中和液采用120°C的溫度蒸發(fā)濃縮至濃度為96%的熔融液后， 再送入轉(zhuǎn)鼓硫化床中造粒，即得硝酸銨鎂。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0026] 1、本發(fā)明以磷尾礦為主要原料來制備磷酸銨鎂和硝酸銨鎂，有效地對磷尾礦中的 磷、鈣和鎂進行回收利用，具有良好的經(jīng)濟效益。同時，該方法可對磷尾礦進行大批量處理， 有效解決了磷尾礦大量堆積而帶來的大量土地被占用以及環(huán)境污染等問題。
[0027] 2、本發(fā)明采用將磷尾礦緩慢加入到硝酸中，有利于磷尾礦中的