[發明專利]利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法

無效

• 申請號: 201210085948.2
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102534253A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 何浩明;楊三可;劉旭;胡厚美;胡宏
• 申請（專利權）人: 甕福（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22;C22B5/04
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 陳忠俊

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體是一種利用廢棄物高鎂磷尾礦為原料熔融還原制備金屬鎂的方法。

背景技術

磷礦是一種重要的礦物資源，主要用于生產磷酸和磷肥及磷酸鹽產品。由于我國的磷礦大多數為中低品位磷礦，一般需要通過化學浮選選礦并富集成商品磷精礦，與此同時在浮選選礦過程中產生大量的含磷、鎂、鈣的磷尾礦，每生產1噸磷精礦將產生約0.3噸磷尾礦。一般將以重量百分比計：P₂O₅為2%～9%，MgO為16%～21%，CaO為28%～38%的磷尾礦稱為高鎂磷尾礦。長期以來，因為該尾礦含磷較低，通常被當作廢棄物采用堆存方式進行處理，不僅占用寶貴的土地資源和污染周邊環境，而且堆存尾礦的尾礦庫還成為一個安全隱患，該尾礦的有效利用已經成為磷化工行業的一個共性的關鍵難題。

皮江法是我國應用最廣泛的一種熱法煉鎂工藝，該工藝以白云石為原料，用硅鐵合金作還原劑，在高溫和真空條件下還原經煅燒的白云石，生成金屬鎂，還原反應如下：?

???????????2MgO(s)?+?2CaO(s)?+?Si(s)?→?2CaO·SiO₂(s)?+?2Mg(g)?

該法存在的問題有能耗高，固固反應速度慢，金屬鎂回收率低，物料需要制團等等。

在中國專利數據庫中涉及磷礦尾礦利用的申請件有例如200610018780.8號《利用磷礦選礦后的含磷尾礦制取磷酸并副產建筑用磚的方法》、200810058958.0號《利用磷礦浮選副產尾礦直接制備磷鎂肥料的方法》、200810124040.1號《一種磷礦尾礦砂的綜合處理方法》、200910218353.8號《一種利用磷礦浮選尾礦高爐法制備鈣鎂磷肥的方法》等等。這些方法雖各具特色，然而這些方法均沒有涉及利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的技術。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點而提供一種以工業廢棄物高鎂磷尾礦為原料熔融還原制備金屬鎂的方法，該工藝具有原料成本低、反應易操作、金屬鎂回收率高的特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法，包括以下步驟組成：

????（1）高鎂磷尾礦的煅燒：將高鎂磷尾礦在900～1200℃下煅燒成高鎂磷尾礦煅白；

????（2）配料：按質量百分比計取高鎂磷尾礦煅白45%～70%、還原劑硅鐵合金10%～20%、造渣劑氧化鋁10%～25%和二氧化硅5%～25%，混合均勻后得到混合物料；

????（3）熔融還原：將所述混合物料投入還原反應器中，經加熱熔融，在溫度1300～1700℃、壓強1000～13000Pa下進行熔融還原反應4～24小時，使物料中的鎂化合物與還原劑發生反應，反應生成的金屬鎂以鎂蒸汽的形式存在，鎂蒸汽在與還原反應器相連接的冷凝器中冷凝后得到金屬鎂。

????上述利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法，其中所述的高鎂磷尾礦為磷礦在選礦過程中獲取高品位五氧化二磷的磷精礦后排放的含低品位五氧化二磷的礦物，含有P₂O₅為2%～10%，MgO為15%～21%，CaO為28%～40%。

上述利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法，其中所述的還原劑可以用硅鋁合金或純鋁代替硅鐵合金。

上述利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法，其中所述的還原劑硅鐵合金的Si≥74%。

????上述利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂的方法，其中所述的硅鋁合金的質量百分比為40%～75%Si，25%～50%Al，其余為雜質。

????本發明利用高鎂磷尾礦熔融還原制備金屬鎂，相對于現有技術，具有以下特點：

????1、本發明不使用白云石而采用工業廢棄物高鎂磷尾礦為主要原料經煅燒、還原制備金屬鎂，擴大了制備金屬鎂的原材料范圍。

????2、相比現有白云石為原料的皮江法煉鎂工藝，高鎂磷尾礦在磷礦企業一般被當作廢棄物采用堆存方式進行處理，所以原料高鎂磷尾礦成本接近為零，并且同比節省了白云石開采破碎的費用，所以成本更低，并且為磷礦企業減少了廢棄物排放，變廢為寶，意義重大。

????3、采用熔融還原工藝，還原反應在液態下進行，反應速度較皮江法有所提高，并且參與還原反應的物料無需細磨和制團使反應易操作。

4、對比尾礦利用的其它方法，本發明較好的利用了該磷尾礦中的鎂資源，提高了該鎂資源的使用價值，避免了該磷尾礦中鎂資源的低水平利用。