一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂和硝酸銨鈣鎂的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣 鎂肥和硝酸銨鈣鎂的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國磷礦儲量位居世界第二，但與世界有關(guān)國家相比，在礦石質(zhì)量、可選性和磷礦 石開采等方面都有較大差距，可供加工利用的磷礦石的基礎(chǔ)儲量相對較低，只有40. 54億 t，低品位礦多，其中P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%的富礦僅為11. 08億t，中國磷礦P 205平均質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為17%左右，絕大部分磷礦必需經(jīng)過富集后才能滿足磷酸和高濃度磷肥生產(chǎn)要求，按 照目前開采磷礦石速度，如果全部用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的富礦僅能維持IOa左右，經(jīng)濟儲量 僅能維持40a左右，未來將被迫開采成本更高的中低品位磷礦。
[0003] 上述的中低品位磷礦是指P2O5含量低于30 %的磷礦，需要經(jīng)過選礦得到磷 精礦粉。選礦的目的是脫除磷礦中的脈石礦物。磷礦中碳酸鹽脈石主要是白云石 (CaCO 3 · MgCO3)、方解石（CaCO3)和氟磷灰石（Ca5F (P04) 3)，在磷礦選礦中一般采用反 浮選，該工藝目前比較成熟，可以使排出的尾礦P2O 5S 10%，MgO彡15%。如專利號為 CN201410525643.8的發(fā)明專利：一種鹽酸分解磷礦部分脫鈣生產(chǎn)高濃度氯基復(fù)合肥的方 法，其工藝過程包括：A)磷礦酸解；B)酸解液脫氟、部分脫鈣；C)氨化；D)濃縮；E)加鉀造 粒得到高濃度氯基復(fù)合肥。其得到產(chǎn)品產(chǎn)品為磷石膏、高濃度氯基復(fù)合肥和尾礦（礦渣）。 我國甕安、福泉等地建成大規(guī)模的浮選廠，但是其排出的尾礦堆存需占用土地，處理起來非 常困難。目前用硝酸處理中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂及硝酸銨鈣鎂的方法還未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂和 硝酸銨鈣鎂的工藝。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明提供的一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂和硝酸銨鈣鎂的工藝，包 括以下步驟：
[0007] (1)酸解：先將硝酸加入到反應(yīng)槽中并攪拌，加入粉粹的中低品位磷礦，反應(yīng)1~ 3h后，得反應(yīng)液；
[0008] (2)過濾、洗滌：將反應(yīng)液進行過濾，得酸解液和酸解渣，將濾渣進行洗滌，得殘渣 和洗液；
[0009] (3)中和：將氨水加入到洗液中，調(diào)節(jié)混合液的pH值為5~7,并調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度為 50~99°C，攪拌反應(yīng)30~240min后，停止加熱和攪拌，將反應(yīng)液進行過濾，得中和液和濾 渣，將濾渣洗滌后送入轉(zhuǎn)鼓流化床中造粒，得磷酸銨鈣鎂肥；
[0010] (4)造粒：將中和液采用100~150°C的溫度蒸發(fā)濃縮至濃度為90~97%的熔融 液后，再送入轉(zhuǎn)鼓流化床中造粒，即得主要含有硝酸銨鈣鎂的混合物。
[0011] 進一步的，所述的硝酸濃度為50~70%。
[0012] 進一步的，所述的氨水的濃度為20~30%。
[0013] 進一步的，所述的步驟（2)的洗液回用到步驟（1)的酸解中。
[0014] 進一步的，所述步驟（3)得到的洗滌液回用到步驟（3)中和工序中。
[0015] 進一步的，所述的步驟（1)中，將硝酸加入到反應(yīng)槽中，調(diào)節(jié)溫度為55°C后保持恒 溫，并將轉(zhuǎn)速調(diào)為250r/min后，按（10~100g:lL)/min加入粉粹成100目的中低品位磷 礦，將轉(zhuǎn)速增加至500r/min，反應(yīng)2h后，得反應(yīng)液。
[0016] 進一步的，所述的步驟3中，將氨水加入到洗液中，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)50min后，停止加熱和攪拌，將反應(yīng)液進行 過濾，得中和液和濾渣，將濾渣烘干，得磷酸銨鈣鎂肥。
[0017] 進一步的，所述的步驟（4)中，將中和液采用120°C的溫度蒸發(fā)濃縮至濃度為93% 的熔融液后，再送入轉(zhuǎn)鼓流化床中造粒，即得主要含有硝酸銨鈣鎂的混合物。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0019] 1、本發(fā)明以中低品位磷礦為主要原料來制備磷酸銨鈣鎂和硝酸銨鈣鎂，在不需要 對中低品位磷礦選礦的情況下，有效地對中低品位磷礦中的磷、鈣和鎂進行回收利用，具有 良好的經(jīng)濟效益，同時，該方法不產(chǎn)生尾礦，有效解決了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。
[0020] 2、本發(fā)明采用將中低品位磷礦緩慢加入到硝酸中，有利于中低品位磷礦中的充分 溶解，并通過硝酸和中低品位磷礦用量的控制以及攪拌速度、反應(yīng)溫度的控制，使磷全部溶 解到酸解液中，減少了廢渣中鈣、鎂、磷的含量，將酸解液中和至pH值為6. 2~6. 5,有利于 將磷酸銨鈣鎂先過濾分離出去，使得制備的硝酸銨鈣鎂的純度含量大大提高。
[0021] 3、本發(fā)明在生產(chǎn)過程中，對廢液進行了回收利用，減少了向外排放污水以及固體 廢棄物，具有顯著的環(huán)保意義。
【附圖說明】
[0022] 圖1本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。實施例 僅僅是對該發(fā)明的舉例說明，不是對本發(fā)明的限定，實施例中未作具體說明的步驟均是已 有技術(shù)，在此不做詳細描述。
[0024] 本發(fā)明涉及到的主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
[0025] 反應(yīng)式一：
[0026] CaCO3 · MgC03+4HN03= Ca (NO 3) 2+Mg (NO3) 2+2H20+2C02
[0027] 反應(yīng)式二：
[0028] 10HN03+Ca5F (PO4) 3+Si02 = 5Ca (NO 3) 2+3H3P04+H2SiF6
[0029] 反應(yīng)式三：
[0030] Ca (NO3) 2+H3P04+2NH3+4H20 = CaHPO4 · 2H20+2NH4N03
[0031] 反應(yīng)式四：
[0032] Mg (NO3) 2+H3P04+2NH3+4H20 = MgNH4PO4 · H2CHNH4NO3
[0033] 本實施例采用的中低品位磷礦為甕福磷礦（中低品位磷礦）最為試驗對象，各具 體含量如下：
[0034] 表1甕福中低品位磷礦組成
[0035]
[0036] 實施例-
[0037] 一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂和硝酸銨鈣鎂的工藝，工藝流程如圖1 所示，包括以下步驟：
[0038] (1)酸解：先將濃度為50%的硝酸200ml加入到反應(yīng)槽中，調(diào)節(jié)溫度為50°C后保 持恒溫，并將轉(zhuǎn)速調(diào)為200r/min后，加入粉粹成50目的中低品位磷礦100g，將轉(zhuǎn)速增加至 450r/min，反應(yīng)Ih后，得反應(yīng)液；
[0039] (2)過濾、洗滌：將反應(yīng)液進行過濾，得酸解液和酸解渣，將濾渣進行洗滌，得殘渣 和洗液，洗液回用到步驟（1)的酸解中；
[0040] (3)中和：將濃度為20%的氨水120ml加入到洗液中，調(diào)節(jié)混合液的pH值為6. 2， 并調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度為70°C，以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)30min后，停止加熱和攪拌，將反應(yīng)液 進行過濾，得中和液和濾渣，將濾渣烘干，得磷酸銨鈣鎂肥，得到的洗滌液回用到中和工序 中；
[0041] (4)造粒：將中和液采用100°C的溫度蒸發(fā)濃縮至濃度為90%的熔融液后，再送入 轉(zhuǎn)鼓流化床中造粒，即得主要含有硝酸銨鈣鎂的混合物。
[0042] 實施例二
[0043] 一種硝酸分解中低品位磷礦制磷酸銨鈣鎂肥和硝酸銨鈣鎂的工藝，工藝流程如圖