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磷尾礦綜合利用的主要方法
[點擊量:105] [作者:] [日期:2020-04-02]


  磷尾礦是磷礦石采選過程產生的固體廢棄物,主要化學組成為氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅和五氧化二磷等,其中氧化鈣含量在32%左右,氧化鎂18%左右,五氧化二磷在5~10%之間。如果不予利用,不僅會造成環境污染,而且也將導致磷、鈣、鎂、硅等有價資源的流失。  

  目前,我國對磷尾礦的利用方法主要有:

01

萃取-反萃法回收磷和鎂

  采用浮選法分選磷礦石會產生大量的浮選尾礦,其中P2O5含量在8%左右,MgO含量17%左右。采用萃取-反萃法進行處理,以正丁醇為萃取劑,控制磷酸濃度為30%,在均衡攪拌、常溫的條件下萃取,P2O5萃取率達到68%以上。用水做反萃劑,在常溫下反萃,P2O5反萃率達到90%以上,既可以有效回收其中的磷資源,也使鎂資源得到回收。

02

碳化法回收磷和鎂

  將磷尾礦于900℃下煅燒,使白云石相中的MgCO3、CaCO3轉化為CaO和MgO,加水消化轉化為氫氧化鈣和氫氧化鎂。向漿液中通二氧化碳,使物料中的氫氧化鎂轉化為碳酸氫鎂,碳化完成,經過濾得重鎂水和碳酸鈣,從而實現磷尾礦中鎂元素的有效分離。向重鎂水中加氨水,使碳酸氫鎂轉化為氫氧化鎂。也可以將所得重鎂水熱解,使其中的碳酸氫鎂轉化為堿式碳酸鎂。分離出鎂元素后所得殘余物中P2O5品位得到提升。但由于殘余物中鈣元素沒有得到分離,因此P2O5品位提升幅度有限。

03

煅燒-浸出法回收磷和鎂

  根據磷尾礦的特點,在經過煅燒后以銨鹽為浸出劑浸出其中的CaO和MgO,得含有鈣鹽和鎂鹽的銨浸浸出液和磷精礦。所得銨浸出液用于分離制取鈣、鎂產品。所得磷精礦中P2O5達到30%以上,回收率大于95%,從而實現了磷尾礦中磷、鈣、鎂的回收利用。

04

氨循環法回收鈣鎂

  將磷尾礦煅燒后用銨鹽浸出其中的鈣、鎂,得含有鈣鹽和鎂鹽的溶液,同時揮發出氨。以硝酸或鹽酸為吸收劑吸收揮發出的氨,得銨鹽溶液。將銨鹽溶液返回浸出工序循環用作銨浸劑。所得氨浸出液用于回收提取鈣、鎂化合物。此外,還可以以水為吸收劑吸收所產生的氨制得氨水,再以氨水為吸收劑吸收磷尾礦煅燒生成的CO2,使生成碳酸銨。以碳酸銨為沉淀劑沉淀銨浸出液中的鎂得堿式碳酸鎂和氯化銨,將所得氯化銨溶液返回銨鹽浸出工序用作銨浸劑。

05

磷尾礦綜合利用新工藝

  河南睿博環境工程技術有限公司對磷尾礦綜合利用技術進行了研究,并取得了重大進展。所開發的工藝主要有:  

  (1)鹽酸法處理磷尾礦生產氧化鎂、輕質碳酸鈣、飼料用磷酸氫鈣、氟硅酸鈉和輪胎用白炭黑。所得氧化鎂達到硅鋼級氧化鎂質量要求,輕質碳酸鈣符合國家標準,磷酸氫鈣被用作飼料添加劑,白炭黑符合綠色輪胎行業要求。生產過程無排放,經濟效益良好。 

  (2)碳化法處理磷尾礦生產輕質碳酸鈣、堿式碳酸鎂并回收磷礦石。該工藝解決了磷尾礦燒結及窯氣收集、燒成物消化、鈣鹽浸出及碳化、鈣鹽浸出殘余物碳化、重鎂水熱解、磷精礦分離等關鍵技術,成功開發出了碳化法處理磷尾礦新工藝,所得產品質量符合國家和行業標準,具有生產成本低,產品質量好,無污染等特點,具有很高的工業化價值。  

  磷尾礦中含有豐富的鈣、鎂和磷資源,其產生與堆存不僅影響環境,而且還會造成嚴重的資源浪費。研究磷礦尾礦中有價資源的回收利用,對磷礦石采選及磷化工行業可持續發展具有十分重要的意義。從循環經濟角度看,回收磷礦尾礦中的有價元素,如鈣、鎂、磷等,有利于實現磷礦石采選及磷化工行業長期良性發展。

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肖景波,高級工程師,中國化工學會無機酸堿鹽專業委員會第三、四屆硼化物專家組副組長,中國綠色建材產業發展聯盟工業固廢專業委員會學術委員會委員,《硼化合物生產與應用》第一副主編,中國硼工業新人貢獻獎獲得者,全國無機鹽先進科技工作者。曾參與了《無機鹽工藝學》等學術專著的編寫,發表學術論文40余篇。多年來主要從事非金屬礦綜合利用、濕法冶金、工業廢棄物綜合利用、硼、鎂化合物制備工藝研究。擁有40余項科技成果,具有扎實的理論基礎和豐富的工業實踐經驗。

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