[發明專利]磷尾礦-磷石膏聯合生產磷酸鎂銨和MgCO3

有效

• 申請號: 202010310989.1
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111333050B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張華麗;潘益;吳漢軍;張家鑫;潘志權
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C01C1/16;C01F5/24;C01F11/46
• 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

本發明提供一種磷尾礦?磷石膏聯合工藝生產磷酸銨鎂和MgCO₃并副產NH₄Cl的方法，該方法先將磷尾礦進行酸解，并將酸解過程產生的CO₂通入至磷石膏?氨水懸濁液中，對磷石膏進行碳化處理，得到輕質CaCO₃固體和硫酸銨溶液，再將酸解液加入至硫酸銨溶液中，進行析鈣反應，得到α?石膏和析鈣濾液，然后，向析鈣濾液中加入堿沉淀劑進行析磷反應，得到磷酸銨鎂和析磷濾液，隨后，向析磷濾液中加入碳酸銨進行析鎂反應，得到MgCO₃和析鎂濾液，最后，將析鎂濾液濃縮，重結晶，過濾，得到NH₄Cl和析銨濾液。本發明可均衡利用磷尾礦和磷石膏中的鈣、鎂、磷元素，制出石膏粉、磷酸銨鎂、碳酸鎂、氯化銨等一系列高附加值產品，對磷尾礦和磷石膏的資源化利用具有重要意義。

技術領域

本發明涉及廢棄物資源化利用技術領域，特別涉及一種磷尾礦-磷石膏聯合生產磷酸鎂銨和MgCO₃并副產NH₄Cl的方法。

背景技術

磷尾礦和磷石膏實質上都屬于工業廢棄物，磷尾礦主要來自于選礦提取精礦以后剩下的尾礦渣，磷石膏主要來自于濕法磷酸生產鈣鎂磷肥和濕法生產工業磷酸的過程中產生的固體廢渣。磷尾礦的主要化學成分為氧化鈣、二氧化硅和氧化鎂，一般外觀呈灰色，粉末狀，其中夾雜些顆粒較大的碎石和瓦礫。磷石膏主要化學成分是二水石膏，并含有少量磷酸、磷酸鈣、殘余酸、氟化物、重金屬、有機質等雜質，通常呈白色或深灰色的潮濕細粉末狀。目前，磷尾礦和磷石膏的處理及利用現狀嚴峻，沒有得到合理利用的磷尾礦和磷石膏堆積如山，占用大量的土地，污染良田和水體，造成嚴重的環境污染，又是資源的一種浪費，所以處理磷尾礦和磷石膏是目前磷化工研究面臨的重要課題。

磷酸氨鎂屬無定型沉淀，在水中、土壤濕環境中僅僅微溶于水，它的養分釋放速率比其它可溶肥慢，因此大量用在肥料中。除此之外，磷酸銨鎂還可作為飼料添加劑、藥品添加劑等。MgCO₃是無毒、無味的白色單斜結晶或無定形粉末。其可以用作醫藥中間體、干燥劑、護色劑；在食品中可作添加劑、鎂元素補償劑；在精細化工上用于生產化學試劑；食品中用作面粉改良劑、面包膨松劑等。NH₄Cl是無色立方晶體或白色結晶，其用途廣泛，主要用于制化肥、復合肥、粘合劑、洗滌劑、染色助劑，也用于電鍍、電焊、醫藥等工業。用磷尾礦和磷石膏為原料來聯合制備磷酸銨鎂和MgCO₃并副產NH₄Cl在成本節約、廢棄物資源化和環境保護等方面有積極意義。

制備磷酸鎂銨的方法有很多，最早是用磷酸鎂和磷酸銨來制備，通過處理磷酸鎂和水溶性的磷酸銨第一次制得磷酸銨鎂。磷酸銨鎂可以通過氨與磷酸和氧化鎂、氫氧化鎂或碳酸鎂進行制取，這種方法沒有產生大量的副產物。磷酸銨鎂還可以用鎂鹽、氨和磷酸銨進行制備，但這種制備方法需要精確的控制溫度，容易產生不需要的副產品。MgCO₃是一種非常常見的產品，其可以從多種含鎂礦中制得，其中碳酸根來源可以是大氣中的二氧化碳。制備MgCO₃在工業生產中多采用碳化法，我國很多企業常采用白云石通過碳化法來生產輕質鎂鹽。工業生產NH₄Cl主要有兩種生產工藝：一是用中國著名科學家侯德榜發明的侯氏制堿法，同時生產純堿和氯化銨兩種產品；二是生產碳酸鉀等鉀鹽的副產品。