一種磷礦石的利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磷礦石的利用方法，特別是一種鹽酸循環(huán)利用的磷礦石的利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽酸與磷礦石反應(yīng)后的產(chǎn)物為高水溶性的磷酸和氯化鈣，與硫酸法的區(qū)別在于不會出現(xiàn)硫酸鈣覆蓋在未分解的磷礦粉上導(dǎo)致的鈍化現(xiàn)象，因此不需要磨礦，可降低工藝過程能耗;鹽酸分解磷礦石的能力強(qiáng)，對于一般的中、低品位塊狀磷礦石有很高的磷溶出率，鹽酸分解磷礦還具有反應(yīng)迅速、分解率高，各種礦均適用等優(yōu)點(diǎn)。因此，對于我國磷資源的可持續(xù)利用有較大意義。然而，鹽酸分解磷礦石時，鹽酸是消耗品，使得酸解成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的，是提供一種磷礦石的利用方法。本發(fā)明方法中使用的鹽酸能進(jìn)行循壞利用，即本發(fā)明工藝最后能夠生成鹽酸，并將得到的鹽酸再次返回系統(tǒng)分解磷礦石，酸解成本低，同時還能得到肥料級磷酸氫鈣、飼料級磷酸氫鈣、磷-氮復(fù)合阻燃劑、磷酸三鈣和硫酸鈣晶須等磷化工產(chǎn)品，使得磷礦綜合利用效率高，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種磷礦石的利用方法，包括以下步驟:
[0005]1、將磷礦石經(jīng)粉碎、磨細(xì)后得到的磷礦粉與鹽酸在常溫下攪拌反應(yīng)0.5?6h后，固液分離，得含磷酸和氯化鈣的溶液A ；
[0006]2、向溶液A中加入除氟劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌0.5?2h，靜置，固液分離，得溶液B;
[0007]3、將溶液B與有機(jī)萃取劑混合進(jìn)行萃取，分相得油相X和水相Y，油相X用純水反萃取得稀磷酸;所述有機(jī)萃取劑為正丁醇、異戊醇、二異丙醚或磷酸三丁酯中的一種以上;或向溶液B中緩慢加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值至1.6?2.8，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌I?4h，過濾，得到濾渣Al和溶液C，濾渣Al在70?170 V下干燥，得肥料級磷酸氫鈣；
[0008]4、向溶液C中加入除雜劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌0.5?3h，過濾，得溶液D;
[0009]5、將溶液D加熱至20?80°C，邊加熱邊攪拌，再緩慢加入含鈣化合物調(diào)節(jié)pH值至4.5?6，反應(yīng)2?6h，過濾，得到濾渣BI和溶液F，濾渣BI在70?170 °C下干燥，得飼料級磷酸氫鈣;或按溶液D中磷離子與三聚氰胺的摩爾比例為0.5-1.5:0.5-4加入固體三聚氰胺，反應(yīng)0.5?3h后，再加入催化劑，繼續(xù)反應(yīng)0.5?5h，再升溫至80?160 °C，再加入三聚氰胺摩爾量的0.5?10倍的試劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.4?5h，過濾，得到濾渣Cl和溶液G，濾渣Cl在70?170°C下干燥，得到磷-氮復(fù)合阻燃劑，所述試劑為雙酸A、磷酸、尿素、氰尿酸、季戊四醇或季戊二醇中的一種以上；
[0010]6、向水相Y、溶液F或溶液G中緩慢加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值至7-8，邊加邊攪拌，反應(yīng)90min?180min，過濾，得到濾渣Dl和溶液H，濾渣Dl在70?170 °C下干燥，得磷酸三鈣；
[0011]7、將溶液H加熱至溫度為20?80°C，在攪拌的狀態(tài)下，按溶液H中氯化鈣與硫酸的摩爾比例為1: 0.8?2加入硫酸，反應(yīng)I?4h，過濾，得濾渣EI和稀鹽酸溶液，濾渣EI在70?170 V下干燥，得到硫酸鈣晶須，將稀鹽酸溶液精餾濃縮后返回步驟(I)中酸解磷礦粉。
[0012]前述的磷礦石的利用方法中，步驟I中所述的磷礦石為中低品位磷礦石或磷精礦，經(jīng)磨細(xì)后磷礦粉的粒度小于40目，鹽酸濃度為15?37wt%，加入量為磷礦粉質(zhì)量的1.5?4倍。
[0013]前述的磷礦石的利用方法中，步驟2中加入除氟劑的量為磷礦粉含氟摩爾量的I?4倍。
[0014]前述的磷礦石的利用方法中，所述除氟劑按重量份計(jì)算，由活性二氧化硅0.5-1.5份和氯化鈉4_8份制成。
[0015]前述的磷礦石的利用方法中，步驟4中加入除雜劑的量為磷礦粉質(zhì)量的3wt%0?8wt%o ο
[0016]前述的磷礦石的利用方法中，所述除雜劑按重量份計(jì)算，由硫化鈉0.5-1.5份和乙二胺四乙酸二鈉10-20份制成。
[0017]前述的磷礦石的利用方法中，步驟5中所述的含鈣化合物為石灰石、方解石、生石灰或熟石灰中的一種以上。
[0018]前述的磷礦石的利用方法中，步驟5中所述的催化劑為尿素、氨縮脲、水合肼、乙烯脲、乙基脲或甲基脲中的一種以上。
[0019]前述的磷礦石的利用方法中，所述催化劑的加入量為三聚氰胺質(zhì)量的0.2?20%。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明方法向最終所得的溶液H中加入硫酸，反應(yīng)，過濾后，可得到稀鹽酸溶液和濾渣，稀鹽酸溶液精餾濃縮后可返回反應(yīng)系統(tǒng)重新酸解磷礦粉，是一個循環(huán)流程，酸解成本低。濾渣干燥可得到硫酸鈣晶須，硫酸鈣晶須具有尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度高、韌性好、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫等優(yōu)良的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于橡膠、造紙、瀝青、保溫材料、耐火隔熱材料、紅外線反射材料和包覆電線的高絕緣材料等等。本發(fā)明方法步驟I中鹽酸濃度為15?37wt%，加入鹽酸的量為磷礦粉質(zhì)量的1.5?4倍時，可得到較高的P2O5的分解率，P2O5的分解率一般在97 %以上。步驟4中向溶液C中加入除雜劑，除雜劑為硫化鈉和乙二胺四乙酸二鈉制成時，可除去溶液中的砷、鉛、鎘、鐵、鎂等雜質(zhì)離子，且控制硫化鈉和乙二胺四乙酸二鈉的質(zhì)量比為0.5-1.5:10-20時，除雜效果較好。步驟2中加入除氟劑，除氟劑為活性二氧化硅和氯化鈉制成時，可降低磷酸的粘度，還可充分吸附淤渣顆粒，使沉降充分，從而使除氟效率比較高，且控制活性二氧化硅和氯化鈉的質(zhì)量比為0.5-1.5:4-8，除氟劑量為磷礦粉含氟摩爾量的I?4倍時，除氟效果較好，除氟率在95%以上。另外，本發(fā)明方法還可生產(chǎn)出肥料級磷酸氫鈣、飼料級磷酸氫鈣、磷-氮復(fù)合阻燃劑和磷酸三鈣產(chǎn)品等，提高了磷的利用率，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0021]以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不作為對本發(fā)明的限制。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1.
[0023]—種磷礦石的利用方法，包括以下步驟:
[0024]1、將磷礦石經(jīng)粉碎、磨細(xì)后得到的磷礦粉與鹽酸在常溫下攪拌反應(yīng)3h后，固液分離，得含磷酸和氯化鈣的溶液A;所述的磷礦石為磷精礦，經(jīng)磨細(xì)后磷礦粉的粒度小于40目，鹽酸濃度為25wt %，加入量為磷礦粉質(zhì)量的2.5倍；
[0025]2、向溶液A中加入除氟劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌1.5h，靜置，固液分離，得溶液B;所述除氟劑由活性二氧化硅1g和氯化鈉60g混合而成;加入除氟劑的量為磷礦粉含氟摩爾量的2倍；
[0026]3、向溶液B中緩慢加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值為2，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌2h，過濾，得到濾渣Al和溶液C;濾渣Al在100-120 V下干燥，得肥料級磷酸氫鈣；
[0027]4、向溶液C中加入除雜劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌1.5h，過濾，得溶液D;所述除雜劑由硫化鈉1g和乙二胺四乙酸二鈉150g混合而成；加入除雜劑的量為磷礦粉質(zhì)量的6.5wt%o ；
[0028]5、按溶液D中磷離子與三聚氰胺的摩爾比例為1:2加入固體三聚氰胺，反應(yīng)1.5h后，再加入催化劑，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，再升溫至100-120 0C，再加入試劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2.5h，過濾，得到濾渣Cl和溶液G，濾渣Cl在100-12(TC下干燥，得到磷-氮復(fù)合阻燃劑;所述試劑為雙酚A、氰尿酸、季戊四醇和季戊二醇，試劑的加入量為三聚氰胺摩爾量的5倍，所述的催化劑為水合肼、乙烯脲和甲基脲;催化劑的加入量為三聚氰胺質(zhì)量的10%;
[0029]6、向溶液G中緩慢加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值至7.5，邊加邊攪拌，反應(yīng)145min，過濾，得到濾渣Dl和溶液H，濾渣Dl在90-11 (TC下干燥，得磷酸三鈣；
[0030]7、將溶液H加熱至溫度為50-60°C，在攪拌的狀態(tài)下，按溶液H中氯化鈣與硫酸的摩爾比例為1: 1.5加入硫酸，反應(yīng)2h，過濾，得濾渣EI和稀鹽酸溶液，濾渣EI在110-120 °C下干燥，得到硫酸鈣晶須，將稀鹽酸溶液精餾濃縮后返回步驟I中酸解磷礦粉。
[0031]實(shí)施例2.
[0032]—種磷礦石的利用方法，包括以下步驟:
[0033]1、將磷礦石經(jīng)粉碎、磨細(xì)后得到的磷礦粉與鹽酸在常溫下攪拌反應(yīng)6h后，固液分離，得含磷酸和氯化鈣的溶液A;所述的磷礦石為磷精礦，經(jīng)磨細(xì)后磷礦粉的粒度小于40目，鹽酸濃度為37wt %，加入量為磷礦粉質(zhì)量的4倍；
[0034]2、向溶液A中加入除氟劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌1.5h，靜置，固液分離，得溶液B;所述除氟劑由活性二氧化硅1g和氯化鈉60g混合而成;加入除氟劑的量為磷礦粉含氟摩爾量的2倍；
[0035]3、向溶液B中緩慢加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值為