[發明專利]循環酸浸磷尾礦制備石膏晶須及復合阻燃劑的方法

在審

• 申請號: 202010123196.9
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111304749A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張華麗;張家鑫;潘益;潘志權
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C30B29/62
• 分類號: C30B29/62;C01F5/14;C01F5/20;C08K3/22;C08K5/00;C08K13/02;C30B7/14;C30B29/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種循環酸浸磷尾礦制備石膏晶須及復合阻燃劑的方法，該方法先用硫酸分解磷尾礦得到酸解液A和磷石膏，再用沉淀劑分離鈣、鎂得到酸化濾液B與石膏晶須，然后，將酸化濾液B與硫酸復配后對磷尾礦進行循環酸浸，得到六水氯化鎂，再將六水氯化鎂配制的氯化鎂溶液氧化除雜后，加入改性劑，并在一定溫度下加入堿性沉淀劑，得到改性氫氧化鎂與有機阻燃劑復配，得到復合阻燃劑。本發明制得的復合阻燃劑中改性氫氧化鎂在聚合物中具有較高的相容性，其與有機阻燃劑復配，具有有機無機協同阻燃效應，從而使得所得的復合阻燃劑具有良好的阻燃效果，為磷尾礦的資源化利用提供了一種新途徑，且大大提高了磷尾礦產品的附加值。

技術領域

本發明涉及廢棄物資源化利用技術領域，特別涉及一種循環酸浸磷尾礦制備石膏晶須及復合阻燃劑的方法。

背景技術

磷尾礦主要來自于選礦提取精礦以后剩下的尾渣，屬工業固體廢棄物中的礦業固體廢棄物。其礦物主要有白云石、氟磷灰和石英，其CaO含量約為30.0～34.0％，P₂O₅含量約為4-8.5％，MgO含量約為12-18％。

隨著磷礦開采的增加，磷尾礦的數量也在迅速上升。每生產1t磷精礦就會產生0.44t磷尾礦，磷尾礦主要有浮選磷尾礦、磷渣、磷礦泥三類，浮選磷尾礦是磷礦經過浮選過程后產生的固體廢棄物，平均MgO含量大于15％，是一種值得再利用的富鎂資源。目前這部分尾礦長期堆存在尾礦庫中，不僅得不到有效的解決和利用，還會引發一系列環境問題，造成資源浪費的嚴重現狀。氫氧化鎂是目前應用較為廣泛的聚合物阻燃劑之一，具有無毒、低煙及分解后生成的氧化鎂化學性質穩定，不產生二次污染等優點。然而由傳統工藝生產的氫氧化鎂，團聚現象嚴重，分散性能差，添加量大，阻燃效率低，導致氫氧化鎂作為阻燃劑的應用受到了很大的限制。因此，對氫氧化鎂進行表面改性，提高氫氧化鎂粉體在聚合物中的相容性是十分重要的。尾礦中含有大量的鎂元素，對其回收利用制備阻燃氫氧化鎂產品，不僅可解決環境污染、改善生態環境、整治國土，還可為企業創收，因此，對磷尾礦進行綜合利用具有巨大經濟、社會、環境效益。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種循環酸浸磷尾礦制備石膏晶須及復合阻燃劑的方法，以解決現有磷尾礦資源化利用率低，且產品附加值低的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種循環酸浸磷尾礦制備石膏晶須及復合阻燃劑的方法，包括以下步驟：

1)將高鎂磷尾礦與硫酸混合后，進行酸解反應，待所述酸解反應結束后，抽濾，洗滌，得到酸解液A和磷石膏；

2)向所述酸解液A中加入沉淀劑，進行沉淀反應，待所述沉淀反應結束后，陳化、抽濾、洗滌，得到酸化濾液B與石膏晶須；

3)將所述酸化濾液B與硫酸復配后，重復步驟1)和步驟2)，進行高鎂磷尾礦的循環酸解，循環酸解一定次數后，加入沉淀劑，進行沉淀反應，待所述沉淀反應結束后，陳化、抽濾，得到酸化濾液C和石膏晶須；

4)將所述酸化濾液C濃縮，并將濃縮得到的濃縮固體重結晶，得到六水氯化鎂；

5)采用所述六水氯化鎂配制一定濃度的氯化鎂溶液，然后，向所述氯化鎂溶液中加入雙氧水和氨水，除雜后，加入改性劑，并升溫至一定溫度，然后，加入堿性沉淀劑，進行沉淀反應，待所述沉淀反應結束后，陳化、抽濾、洗滌、干燥，得到氫氧化鎂；

6)將所述氫氧化鎂與有機阻燃劑復配，得到復合阻燃劑。

可選地，所述步驟1)中所述硫酸的濃度為1.68-18.4mol/L，且所述硫酸與所述高鎂磷尾礦的質量比為(1.01-2)∶1。

可選地，所述步驟1)中所述酸解反應的反應溫度為20-60℃，反應時間為10-60min；所述步驟1)中所述抽濾的抽濾溫度為20-℃。