一種磷塊巖的降鎂方法
2023-06-04 19:46:06 1
專利名稱：一種磷塊巖的降鎂方法
技術領域：
本發明涉及一種磷塊巖的降鎂方法。
背景技術：
中低品位磷塊巖礦石(膠磷礦)是我國主要磷資源。其中，磷礦物呈隱晶和微 晶產出，礦物與巖石組成複雜，嵌布高度分散，而且磷礦物本身出現連續性的離子 取代，形成類質同象結構特徵，因而具有多變性，加之自然屬性相近的碳酸鹽礦物，
如白雲石(MgC03)和方解石，呈微細嵌布其中，進一步加大了礦石的處理難度。
目前這類礦大多採用浮選方法富集，但對於含鎂高(MgO》4%)的磷礦石，浮 選精礦中MgO的品位仍然高於1.8%，而MgO的品位高於1%的磷精礦，不能滿足 生產優質品磷酸二銨的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種磷塊巖的降鎂方法。 本發明提供的磷塊巖的降鎂方法，包括如下步驟
將P205的品位為28 30%、 MgO的品位為1.8 3.5%的磷塊巖與水、硫酸氫鎂、 硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻後進行反應，所述磷酸氫根離子置換掉白雲石中的碳酸 根離子，鎂離子與所述脂肪酸鈉中的脂肪酸根離子結合，並與二氧化碳氣體形成泡 沫，白雲石附著在泡沫中溢出，完成所述磷塊巖的降鎂。該步驟為圖1所示的反粗 選步驟。
該方法中，脂肪酸鈉中的碳原子數為12-18;各種飽和脂肪酸鈉和不飽和脂肪酸 鈉均適用於本方法，脂肪酸鈉的作用是為反應中形成的泡沫提供穩定的載體。以每 噸？205的品位為28 30%、 MgO的品位為1.8 3.5%的磷塊巖為基準，水、硫酸氫 鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉的用量分別如下所示水3.7-4.5 m3，優選4m 硫酸 氫鎂0.07-0.50 kg，優選0.1kg;硫酸46-60kg，優選50kg;磷酸0.8-2.5. kg，優 選1.0kg;脂肪酸鈉0.4-0.7 kg，優選0.5kg。另外，在反應開始之前，還需調節由 上述各組分組成的反應體系的pH值至4.8-5.2。該方法所用的反應裝置為吸漿式礦物 浮選機。磷塊巖原料與水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻後進行反應的時 間為8-10分鐘。
對於中低品位的磷塊巖，可先用常規正浮選法獲得P205的重量百分含量為28 30%、MgO的重量百分含量為1.8 3.5%的粗精礦後，再按照上述方法進行降鎂處理。
4如圖1中的正浮選部分所示。在上述反粗選步驟之後，為進一步提高P20s的回收率， 將反粗尾礦按照前述反粗選步驟可進行進一步選別，該步驟即為圖1中所示反掃選 步驟。
此夕卜，所述將P205的品位為28 30%、 MgO的品位為1.8 3.5%的磷塊巖與水、 硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻的步驟中，可先將P2O5的品位為28 30y。、 MgO的品位為1.8 3.5%的磷塊巖與水混勻，再加入硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪 酸鈉。在加入硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉時，可先加入硫酸氫鎂。所述P20s 的品位為28 30%、 MgO的品位為1.8 3.5%的磷塊巖與水的混合物的濃度為 18-40wt%。本發明中所述品位均為化合物的重量百分含量。
該方法中，所用吸漿式礦物浮選機，包括腔體和位於所述腔體中心的主軸和支 撐所述主軸並與所述主軸同心安裝的軸承體；還包括與所述主軸同軸安裝且由葉輪 蓋板、位於所述葉輪蓋板之下的上部吸漿葉片、位於所述上部吸漿葉片之下的基板 和位於基板之下的下部攪拌分散葉片組成的轉子葉輪、位於所述轉子葉輪外圍且與 所述主軸同心安裝固定於槽體的定子、與所述轉子葉輪的基板相連並與所述主軸同 軸安裝的空氣分配器、與所述述腔體相連並延伸至所述腔體外部的吸漿管道和位於 所述空氣分配器內部的逆止閥浮球；所述空氣分配器為表面開孔的筒型部件。
該浮選機中，以所述葉輪中的基板上表面為基準，所述葉輪中，上部吸漿葉片 與所述轉子葉輪中的基板上表面之間的距離為90-100mm，優選100mm，所述上部 吸漿葉片的直徑為96-105mm;所述下部攪拌分散葉片與所述轉子葉輪中的基板下表 面之間的距離為40-45mm，優選40mm，所述下部攪拌分散葉片的直徑為96-105mm; 所述定子的定位基圓直徑為1400-1600mm，優選1600mm，該直徑的取值可根據實 際情況進行調節。所述逆止閥浮球的密度為0.9-1.0克/立方釐米，優選密度為1克/ 立方釐米，更優選密度為1克/立方釐米的實心聚氨酯球。所述空氣分配器的開孔率 為45%-50%，優選50%。所述吸漿管道的直徑為300-400mm，優選350mm。構成轉 子葉輪、定子和空氣分配器的材料為耐磨襯膠。該浮選機中各部件之間通過法蘭或 螺母、螺栓及彈簧墊圈相連。
在實際操作中，可根據需要決定是否添加外充汽裝置。該外充汽裝置由空氣鼓 風機和連接管道組成，該裝置通過連接管道與所述主軸頂端的開口和所述腔體的開 口 (即風管3開口)與浮選機相連。所述主軸為空心軸。空氣由外充汽裝置進入浮 選機腔體中產生泡沫。
本發明提供的降鎂方法，選礦成本低，解決了原有正浮選工藝產出的高鎂磷精 礦不能滿足生產優質品磷酸二銨磷要求的難題。該方法尤其可將中低品位磷塊巖(膠 磷礦)中的MgO重量百分含量降低至1%以下。
圖1為本發明的工藝流程圖。
圖2為吸漿式礦物浮選機結構示意圖。 圖3為轉子葉輪部件結構示意圖。 圖4為定子部件結構示意圖。 圖5為空氣分配器結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不限於以下實施例。 P205、 MgO的品位均按照GB1871.1的方法進行測定，其中，P205的含量是用磷鉬 酸喹啉容量法進行測定，MgO的含量是用EDTA容量法進行測定。
本發明提供的降鎂方法，所用吸漿式礦物浮選機的結構示意圖如圖2所示，其 中，l為大皮帶輪，2為上軸承體，3為風管，4為自流口， 5為下軸承體，6為半中 心筒，7為轉子葉輪，8為定子，9為逆止閥浮球，IO為空氣分配器，ll為吸漿管道， 12為葉輪蓋板，13為主軸。
該浮選機包括腔體(圖2中未標註)和位於所述腔體中心的主軸13和支撐所述 主軸並與所述主軸同心安裝的軸承體，該軸承體由上軸承體2和下軸承體5組成； 其中，該浮選機還包括與所述主軸同軸安裝且由葉輪蓋板12、位於所述葉輪蓋板12 之下的上部吸漿葉片7a、位於所述上部吸漿葉片之下的基板7c和位於基板之下的下 部攪拌分散葉片7b組成的轉子葉輪、位於所述轉子葉輪外圍且與所述主軸同心安裝 於槽體(圖2中未標註)的定子8、與所述轉子葉輪的基板7c相連並與所述主軸同 軸安裝的空氣分配器10、與所述主軸相連並延伸至所述腔體外部的吸漿管道11和位 於所述空氣分配器內部的逆止閥浮球9。
其中，轉子葉輪部件結構示意圖如圖3所示，其中，7a為上部吸漿葉片，7b為 下部攪拌分散葉片，7c為基板；定子部件的結構示意圖如圖4所示；所述空氣分配 器為表面開孔的筒型部件，其結構示意圖如圖5所示。
在實際操作中，可根據需要決定是否添加外充汽裝置。該外充汽裝置由空氣鼓 風機和連接管道組成，該裝置通過連接管道與所述主軸頂端的開口和所述腔體的開 口 (即風管3開口)與浮選機相連。所述主軸為空心軸。空氣由外充汽裝置進入浮 選機腔體中產生泡沫。
實施例1、
按照下述步驟對該浮選高鎂磷精礦進行降鎂處理(該礦中P20s的品位為17.88 %， MgO的品位為4.65%)(1) 採用粗、中、細三段一閉路破碎系統，將原礦破碎成10mm以下，通過皮 帶運輸至粉礦倉儲存，經皮帶輸送機進入球磨系統，經兩段閉路磨礦流程，磨礦細 度-200目佔91%，濃度為32%，礦漿送入浮選攪拌桶進行調漿，並加入碳酸鈉調整 礦漿酸鹼度至pH值為10，每噸原礦中加入水玻璃0.8kg來抑制矽酸鹽礦物，加入 S7ul.2kg來抑制碳酸鹽礦物，加入脂肪酸鈉0.3kg來捕收磷礦物。調漿後的磷礦漿自 流入浮選機(型號為KYF)，充入空氣0.12m3/m2，進行浮選作業，得到？205的品 位為29.50%、 MgO的品位為2.84%的浮選高鎂磷精礦。
其中，S川是按照下述方法進行製備的取粗菲50克，於容量為250毫升並附 有回流和攪拌裝置的三口瓶中，在空氣浴中加熱至120°C，在15分鐘內滴加濃硫酸 40毫升，維持12(TC3.5小時，降溫至8(TC，加水100毫升左右，在10分鐘內滴加 為40%的甲醛17.5毫升，在沸水浴中攪拌1.5小時，取出即得。
(2) 向上述得到浮選高鎂磷精礦中，加入水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸、脂肪酸 鈉、其中，水的加入量為4m"噸，硫酸氫鎂的加入量為O.lOkg/噸，硫酸的加入量為 50kg/噸，磷酸的加入量為l.Okg/噸，脂肪酸鈉的加入量0.5kg/噸，用磷酸調節反應 體系的pH值至5.0。在上述浮選機腔體中進行內循環停留IO分鐘。白雲石附著在泡 沫中從自流口4溢出，帶走白雲石(MgC03)，最終槽內得到MgO重量百分含量為 0.78%的磷精礦。
實施例2、
按照下述步驟對該浮選高鎂磷精礦進行降鎂處理(該礦中P20s的品位為14.50 %、 MgO的品位為4.86X)
(1) 採用粗、中、細三段一閉路破碎系統，將原礦破碎成10mm，通過皮帶運 輸至粉礦倉儲存，經皮帶輸送機進入球磨系統，經兩段閉路磨礦流程，磨礦細度-200 目佔93%，濃度為25%，礦漿送入浮選攪拌桶進行調漿，並加入碳酸鈉調整礦漿酸 鹼度至pH值為10，每噸原礦中加入水玻璃l.Okg來抑制矽酸鹽礦物，加入S^1.4kg 來抑制碳酸鹽礦物，加入脂肪酸鈉0.25kg來捕收磷礦物。調漿後的磷礦漿自流入浮 選機(型號為KYF)，充入空氣0.1m3/m2，進行浮選作業，得到P205的品位為28.00%、 MgO的品位為3.5%的浮選高鎂磷精礦。
(2) 向上述得到浮選高鎂磷精礦中，加入水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸、脂肪酸 鈉、其中，水的加入量為4.5m"噸，硫酸氫鎂的加入量為0.12kg/噸，硫酸的加入量 為46kg/噸，磷酸的加入量為1.5kg/噸，脂肪酸鈉的加入量0.7kg/噸，用磷酸調節反 應體系的pH值至4.8。在上述浮選機腔體中進行內循環停留8分鐘。白雲石附著在泡沫中從自流口 4溢出，帶走白雲石(MgC03)，最終槽內得到MgO的品位為0.86% 的磷精礦。
實施例3、
按照下述步驟對該浮選高鎂磷精礦進行降鎂處理(該礦中P205的品位為22.50 %、 MgO的品位為4.00%)
(1) 採用粗、中、細三段一閉路破碎系統，將原礦破碎成10mm，通過皮帶運 輸至粉礦倉儲存，經皮帶輸送機進入球磨系統，經兩段閉路磨礦流程，磨礦細度-200 目佔90%，濃度為32%，礦漿送入浮選攪拌桶進行調漿，並加入碳酸鈉調整礦漿酸 鹼度至pH值為10，每噸原礦中加入水玻璃0.8kg來抑制矽酸鹽礦物，加入S7111.4kg 來抑制碳酸鹽礦物，加入脂肪酸鈉0.26kg來捕收磷礦物。調漿後的磷礦漿自流入浮 選機(型號為KYF)，充入空氣0.1m3/m2，進行浮選作業，得到P205的品位為30.00%、 MgO的品位為2.8%的浮選高鎂磷精礦。
(2) 向上述得到浮選高鎂磷精礦中，加入水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸、脂肪酸 鈉、其中，水的加入量為3.7mV噸，硫酸氫鎂的加入量為0.07kg/噸，硫酸的加入量 為60kg/噸，磷酸的加入量為0.8kg/噸，脂肪酸鈉的加入量0.4kg/噸，用磷酸調節反 應體系的pH值至5.2。在上述浮選機腔體中進行內循環停留IO分鐘。白雲石附著在 泡沬中從自流口 4溢出，帶走白雲石(MgC03)，最終槽內得到MgO的品位為0.56% 的磷精礦。
實施例4、
按照下述步驟對該浮選高鎂磷精礦進行降鎂處理(該礦中P205的品位為28.50 %、 MgO的品位為2.86%)
(1) 採用粗、中、細三段一閉路破碎系統，將原礦破碎成10mm，通過皮帶運 輸至粉礦倉儲存，經皮帶輸送機進入球磨系統，經兩段閉路磨礦流程，磨礦細度-200 目佔卯％，濃度為32%，礦漿送入浮選攪拌桶進行調漿。
(2) 向上述礦漿中，加入水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸、脂肪酸鈉；其中，水的 加入量為3.7mV噸，硫酸氫鎂的加入量為0.50kg/噸，硫酸的加入量為46kg/噸，磷酸 的加入量為0.8kg/噸，脂肪酸鈉的加入量0.5kg/噸，用磷酸調節反應體系的pH值至 5.2。在上述浮選機腔體中進行內循環停留IO分鐘。白雲石附著在泡沫中從自流口4 溢出，帶走白雲石(MgC03)，最終槽內得到MgO的品位為0.60M的磷精礦。
8實施例5、
按照下述步驟對該浮選高鎂磷精礦進行降鎂處理(該礦中P2Os的品位為30 %、 MgO的品位為3.16X)
(1) 採用粗、中、細三段一閉路破碎系統，將原礦破碎成10mm，通過皮帶運 輸至粉礦倉儲存，經皮帶輸送機進入球磨系統，經兩段閉路磨礦流程，磨礦細度-200 目佔90%，濃度為33%，礦漿送入浮選攪拌桶進行調漿。
(2) 向上述礦漿中，加入水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉；其中，水的 加入量為4.5mV噸，硫酸氫鎂的加入量為0.06kg/噸，硫酸的加入量為46kg/噸，磷酸 的加入量為2.5kg/噸，脂肪酸鈉的加入量0.4kg/噸，用磷酸調節反應體系的pH值至 5.3。在上述浮選機腔體中進行內循環停留IO分鐘。白雲石附著在泡沬中從自流口4 溢出，帶走白雲石(MgC03)，最終槽內得到MgO的品位為0.70n/。的磷精礦。
權利要求
1、一種磷塊巖的降鎂方法，包括如下步驟將P2O5的品位為28～30％、MgO的品位為1.8～3.5％的磷塊巖與水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻後進行反應，所述磷酸氫根離子置換掉白雲石中的碳酸根離子，鎂離子與所述脂肪酸鈉中的脂肪酸根離子結合，並與二氧化碳氣體形成泡沫，白雲石附著在泡沫中溢出，完成所述磷塊巖的降鎂。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述脂肪酸鈉為碳原子數為12-18 的脂肪酸鈉。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於以每噸所述磷塊巖為基準，水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉的用量分別如下所示水3.7-4.5 m3，優選4m3; 硫酸氫鎂0.06-0.50kg，優選0.1kg; 硫酸46-60kg，優選50kg; 磷酸0.8-2.5kg，優選l.Okg; 脂肪酸鈉0.4-0.7 kg，優選0.5kg。
4、 根據權利要求l-3任一所述的方法，其特徵在於在所述反應之前，調節所述由所述磷塊巖與水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉組成的反應體系的pH值至 4.8-5.3。
5、 根據權利要求l-4任一所述的方法，其特徵在於所述磷塊巖與水、硫酸氫鎂、 硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻後進行反應的時間為8-10分鐘。
6、 根據權利要求l-5任一所述的方法，其特徵在於所述磷塊巖與水、硫酸氫鎂、 硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻的步驟中，先將所述磷塊巖與水混勻，再加入硫酸氫鎂、 硫酸、磷酸和脂肪酸鈉。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述再加入硫酸氫鎂、硫酸、磷 酸和脂肪酸鈉的步驟中，先加入硫酸氫鎂；所述磷塊巖與水的混合物的濃度為18-40wt %。
8、 根據權利要求1-7任一所述的方法，其特徵在於所述反應裝置為吸漿式礦物 浮選機；所述浮選機，包括腔體和位於所述腔體中心的主軸和支撐所述主軸並與所述主軸 同心安裝的軸承體；其特徵在於還包括與所述主軸同軸安裝且由葉輪蓋板、位於所 述葉輪蓋板之下的上部吸漿葉片、位於所述上部吸漿葉片之下的基板和位於下部攪拌 分散葉片之下的基板組成的轉子葉輪、位於所述轉子葉輪外圍且與所述主軸同心安裝於槽體的定子、與所述轉子葉輪的基板相連並與所述主軸同軸安裝的空氣分配器、與 所述腔體相連並延伸至所述腔體外部的吸漿管道和位於所述空氣分配器內部的逆止 閥浮球；所述空氣分配器為表面開孔的筒型部件。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於以所述葉輪中的基板上表面為基 準，所述葉輪中，上部吸漿葉片與所述轉子葉輪中的基板上表面之間的距離為 90-100mm,優選100mm;所述上部吸漿葉片的直徑為96-105mm;所述下部攪拌分散葉片與所述轉子葉輪中的基板下表面之間的距離為40-45mm， 優選40mm;所述下部攪拌分散葉片的直徑為96-105mm;所述定子的定位基圓直徑為1400-1600mm，優選1600mm;所述逆止閥浮球的密度為0.9-1.0克/立方釐米，優選密度為1克/立方釐米，更優 選密度為1克/立方釐米的實心聚氨酯球；所述空氣分配器的開孔率為45%-50%，優選50%; 所述吸漿管道的直徑為300-400mm，優選350mm; 所述構成轉子葉輪、定子和空氣分配器的材料為耐磨襯膠。
10、 根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於所述主軸為空心軸；所述浮選機還包括外衝汽裝置；所述外充汽裝置由空氣鼓風機和連接管道組成； 所述外充汽裝置通過所述連接管道與所述主軸頂端的開口和所述腔體的開口與所述 浮選機相連。
全文摘要
本發明公開了一種磷塊巖的降鎂方法。該方法，包括如下步驟將P2O5的品位為28～30％、MgO的品位為1.8～3.5％的磷塊巖與水、硫酸氫鎂、硫酸、磷酸和脂肪酸鈉混勻後進行反應，所述磷酸氫根離子置換掉白雲石中的碳酸根離子，鎂離子與所述脂肪酸鈉中的脂肪酸根離子結合，並與二氧化碳氣體形成泡沫，白雲石附著在泡沫中溢出，完成所述磷塊巖的降鎂。該方法選礦成本低，解決了原有正浮選工藝產出的高鎂磷精礦不能滿足生產優質磷酸二銨的難題，尤其可將中低品位磷塊巖(膠磷礦)中的MgO質量百分含量降低至1％以下。
文檔編號C01B25/00GK101648704SQ200910161390
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者於思海, 傅克文, 劉一鳴, 周長福, 孫景山, 孫立田, 宋瑞峰, 楊騰駒, 沈立新, 王維民, 郭文平 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油化學股份有限公司;湖北大峪口化工有限責任公司