[發(fā)明專利]一種利用中低品位磷礦粉制備硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811323563.9
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109536745B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國斌;貢緯華;王華丹;陳富金;蘇毅;胡亮;梅毅
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/06;C22B3/26;C30B29/62;C30B7/10;C30B29/46;C01B33/20;C01B25/32;C02F1/52
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本發(fā)明涉及一種利用中低品位磷礦粉制備硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑的方法，屬于低品位礦物加工處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用硝酸溶液浸取中低品位磷礦粉得到浸出液和磷礦浸出渣，浸出液經(jīng)萃取提取稀土、兩段鈣中和得到肥料級磷酸氫鈣和飼料級磷酸氫鈣，沉鈣濾液加硫酸溶液轉(zhuǎn)換，并經(jīng)高溫加壓水熱處理得到高純硫酸鈣晶須；磷礦浸出渣經(jīng)堿性溶液高溫加壓浸取、酸化得到聚硅酸鹽絮凝劑。本發(fā)明方法工藝設(shè)備簡單，操作容易、安全，可直接利用中低品位磷礦生產(chǎn)具有高附加值的肥料級磷酸氫鈣、飼料級磷酸氫鈣、高純硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑，處理過程中無固體廢棄物產(chǎn)生，實現(xiàn)了低品位礦物資源的有效利用，可達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用中低品位磷礦粉制備硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑的方法，屬于低品位礦物加工處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磷礦資源屬于不可再生資源，是制造磷肥、黃磷、含磷復(fù)合肥、磷酸鹽、磷系列飼料及食品添加劑等磷化工產(chǎn)品的主要原料。我國作為世界第三大磷礦石開采和出口的國家，磷礦資源儲量約為18.9億噸，基礎(chǔ)儲量為39.02億噸，以W(P₂O₅)衡量，我國磷礦資源整體品位較低，90％以上的磷礦為P₂O₅小于30％的中低品位礦，P₂O₅大于30％的富礦僅占總儲量的8％左右，品位低于25％的磷礦石占磷礦石總量的78.57％，我國磷礦石90％以上為中低品位磷礦，平均品位僅為17％左右。近年來，隨著磷化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及高品位磷礦資源的大量開采，使得P₂0₅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30％以上的富礦迅速枯竭。目前，中國近90％的磷礦是難以直接利用的中低品位膠磷礦。

目前，我國中低品位磷礦的利用方式主要是通過選礦過程提高磷礦中的P₂O₅含量后，采用常規(guī)方式進(jìn)行利用，采用選礦提升磷礦品質(zhì)，會產(chǎn)生大量的尾礦；同時，目前我國濕法磷酸生產(chǎn)主要采用硫酸法生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量難以利用的磷石膏，造成了嚴(yán)重的環(huán)境影響，且浪費(fèi)了大量的資源。

硫酸鈣晶須即石膏晶須，是指硫酸鈣(CaSO₄)纖維狀單晶體，分為無水硫酸鈣(CaSO₄)晶須、半水硫酸鈣(CaSO₄·0.5H₂O)晶須和二水硫酸鈣(CaSO₄·2H₂O)晶須。硫酸鈣晶須具有耐高溫、耐酸堿性、抗化學(xué)腐蝕、電絕緣性好、強(qiáng)度高、韌性和相容性好、易進(jìn)行表面處理等優(yōu)異的物理、化學(xué)特性和機(jī)械性能，作為新型功能材料廣泛用于塑料、橡膠、粘接劑、摩擦材料、涂料、油漆、隔熱材料、輕質(zhì)建材等產(chǎn)品制造中。與其他無機(jī)晶須相比，硫酸鈣晶須是毒性最低的綠色非金屬環(huán)保材料。

聚硅酸鹽是一類新型無機(jī)高分子絮凝劑，是在聚硅酸(即活化硅酸)及傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的聚硅酸與金屬鹽的復(fù)合產(chǎn)物。由于該類絮凝劑同時具有電中和及吸附架橋作用，絮凝效果好，且易于制備，價格便宜，廣泛應(yīng)用于給水和污水處理領(lǐng)域。

目前，沒有利用中低品位磷礦粉制備硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有中低品位磷礦的利用方式和濕法磷酸生產(chǎn)過程中存在的問題，本發(fā)明提供一種利用中低品位磷礦粉制備硫酸鈣晶須和聚硅酸鹽絮凝劑的方法，本發(fā)明通過采用硝酸溶液處理中低品位磷礦，使原料中的磷、鈣和有價元素稀土等進(jìn)入液相，通過萃取提取稀土，硫酸轉(zhuǎn)換法制備高品質(zhì)的硫酸鈣晶須及富集硅渣制備聚硅酸鹽絮凝劑，可實現(xiàn)中低品位磷礦的直接利用、固廢零排放，達(dá)到綠色化工清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案：采用硝酸溶液浸取中低品位磷礦粉得到浸出液和磷礦浸出渣，浸出液經(jīng)萃取提取稀土、兩段鈣中和得到肥料級磷酸氫鈣和飼料級磷酸氫鈣，沉鈣濾液加硫酸溶液轉(zhuǎn)換，并經(jīng)高溫加壓水熱處理得到高純硫酸鈣晶須；磷礦浸出渣經(jīng)堿性溶液高溫加壓浸取、酸化得到聚硅酸鹽絮凝劑。