一種採用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂的方法
2023-05-08 13:44:16 2
一種採用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂的方法
【專利摘要】本發明提供一種利用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂元素並獲得鎂製品及鈣製品的方法，其操作步驟包括如下：用氟矽酸溶解磷尾礦，然後過濾，分離出濾渣氟矽酸鈣，濾液氟矽酸鎂加熱濃縮，冷卻結晶得到六水合氟矽酸鎂固體，烘乾即為六水合氟矽酸鎂產品。本發明能夠利用磷礦原礦選後剩餘的尾礦，以及利用磷礦伴生的氟資源，具有成本低、工藝簡單、產品質量好的特點，為工業廢棄物磷尾礦的利用提供了一條有效利用途徑。
【專利說明】一種採用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於化工領域，是一種對廢棄物磷尾礦中的鈣和鎂元素進行有效分離並可生產氟矽酸鎂產品的方法。
【背景技術】
[0002]磷尾礦是對磷礦原礦進行浮選後排出的一種工業廢棄物，即廢渣。隨著磷礦的開採量增大，尾礦的數量也驚人地增加(如每70萬噸原礦經過入選後，產生20~30萬噸磷尾礦)。因為磷尾礦中P205含量低，鎂、鈣等有害雜質含量較高，利用價值很低，長期得不到有效處理的磷尾礦堆積如山，給環境造成了嚴重的汙染，又是資源的一種浪費。同時，磷尾礦中含有豐富的鎂，氧化鎂含量高達18%左右，並含有一定量的五氧化二磷(量5~9%)，此外還含有鈣、錳、銻、銅、鐵、鋁、氟等元素，是一種不可多得的富鎂資源。對尾礦的綜合利用，一方面可以變廢為寶，可以回收鎂、磷資源，另一方面可以減少三廢排放，減少對環境的汙染，同時避免尾礦堆積佔用土地，對實現資源的二次利用及循環經濟目標，具有重要的社會和經濟意義。
[0003]對磷尾礦的利用，有採用煅燒、消化、碳化、熱解等手段處理磷尾礦製成氧化鎂『CN102674407A』；有採用高溫煅燒磷尾礦，再加矽鐵和螢石配料，最後還原得到金屬鎂『CN102534254A』；或磷尾礦在高溫下煅燒、消化、碳化過濾,濾液加入氫氟酸，即得氟化鎂和碳酸鈣產品產品『CN102923739A』。
[0004]氟矽酸是磷礦加工過程中的副產物。磷礦石一般含有2%~5%左右的氟，在磷礦溼法加工為過程中，磷礦伴生的氟大部分以四氟化矽氣態的形式逸出，通過水吸收成為氟矽酸。隨著溼法磷酸和磷肥行業生產規模的不斷發展壯大，每生產一噸溼法磷酸或一噸普鈣大約副產0.06噸氟矽酸，其副產氟矽酸數量驚人。成品氟矽酸是以水溶液的形式存在，由於其濃度低(8%~30%)、腐蝕性強、穩定性差等特點，限制了氟矽酸的長途運輸，加上產量大，缺乏有效利用途徑，所以氟矽酸售價低。
【發明內容】
[0005]本發明要解決磷尾礦及氟矽酸的的有效利用並克服上述磷尾礦利用的高能耗缺點，提供一種使磷尾礦鈣鎂元素的有效分離，並可生產高附加值的氟矽酸鎂、氟矽酸鈣等產品的方法，該方法成本低、充分利用廢棄資源及副產物、工藝簡單的特點。
[0006]為了實現上述目地，本發明採取的技術方案為:一種採用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂的方法，包括以下步驟:
(1)加熱:將氟矽酸加熱到60~70°C；
(2)酸解:按CaC03:H2SiF6=0.7~0.9的比例在攪拌下緩慢加入磷尾礦，氟矽酸與磷尾礦作用生成氟矽酸鎂和氟矽酸鈣，待二氧化碳釋放完成後老化20~40分鐘使氟矽酸鈣沉澱完全;
(3)過濾:通過壓濾機過濾分離出沉澱，同時得到濾液氟矽酸鎂；(4)濾渣處理:濾渣的主要成分為氟矽酸鈣，並含有少量的二氧化矽、磷礦，可以直接返回氟矽酸鈣系統，再生氟矽酸循環使用，或作為氟矽酸鈣產品出售； (5)減壓蒸發:將過濾得到的氟矽酸鎂濾液在80~90°C下進行減壓蒸發，去掉多餘水分，調整氟矽酸鎂的濃度到40~50% ； (6)冷卻結晶:減壓蒸發後的氟矽酸鎂溶液進去冷卻，冷卻到25~35°C析出六水合氟矽酸鎂晶體； (7)離心分離:用離心機分離出氟矽酸鎂，母液返回系統； (8)烘乾:將離心分離的氟矽酸鎂在60~70°C溫度下烘乾，去掉多餘的游離水，得到氟矽酸鎂成品。或者可以進一步加工為其他鎂製品。[0007]實施例1 取500mL18%的氟矽酸放入2000mL燒杯中，在60~70°C並攪拌的條件下緩慢地加磷尾礦95g，加料速度以不溢料、尾礦完全反應為宜，反應完成後繼續反應30分鐘。此時反應溶液中有大量白色沉澱，稍冷至40°C以下，用濾布過濾，去掉濾渣氟矽酸鈣，得到濾液氟矽酸鎂。在80~85°C溫度下小心加熱氟矽酸鎂溶液,使氟矽酸鎂的濃度到40%，再將氟矽酸鎂用水冷卻到35°C下,析出六水合氟矽酸鎂晶體,用布氏漏鬥過濾，得到六水合氟矽酸鎂，將六水合氟矽酸鎂固體在60°C烘箱中烘乾40分鐘，得到六水合氟矽酸鎂產品。[0008]實施例2 取400mL32%的氟矽酸放入2000mL燒杯中，在60~70°C並攪拌的條件下緩慢地加磷尾礦150g，加料速度以不溢料、尾礦完全反應為宜，反應完成後繼續反應40分鐘。此時反應溶液中有大量白色沉澱，稍冷至25°C，用濾布過濾，去掉濾渣氟矽酸鈣，得到濾液氟矽酸鎂。在80~85°C溫度下小心加熱氟矽酸鎂溶液,使氟矽酸鎂的濃度到45%，再將氟矽酸鎂用水冷卻到35 °C下,析出六水合氟矽酸鎂晶體,用布氏漏鬥過濾,得到六水合氟矽酸鎂產品。[0009]實施例3 取500mL25%的氟矽酸放入2000mL燒杯中，在60~70°C並攪拌的條件下緩慢地加磷尾礦，最終加入憐尾礦達130g。反應完成後繼續反應30分鐘。待反應體系出現大量白色沉澱，稍冷至40°C以下，用濾布過濾，去掉濾渣氟矽酸鈣，得到濾液氟矽酸鎂。在80~85°C溫度下小心加熱氟矽酸鎂溶液，使氟矽酸鎂的濃度到40%，再將氟矽酸鎂用水冷卻到35°C下，析出六水合氟矽酸鎂晶體，用離心機過濾，得到六水合氟矽酸鎂產品。
【權利要求】
1.一種利用氟矽酸分離磷尾礦中鈣和鎂元素並獲得鎂製品及鈣製品的方法。
2.權利要求1的磷尾礦中鈣和鎂元素分離方法，其特徵在於採用氟矽酸為原料。
3.權利要求1的磷尾礦中鈣和鎂元素分離方法，其特徵在於反應體系中鎂以氟矽酸鎂可溶物的形式與鈣元素分離。
4.權利要求1的磷尾礦中鈣和鎂元素分離方法，其特徵在於反應體系中鈣以氟矽酸鈣沉澱的形式與溶液分離。
5.權利要求1的磷尾礦中鈣和鎂元素分離方法，其特徵在於採用磷尾礦和氟矽酸為原料製成氟矽酸鎂。
6.權利要求1的磷尾礦中鈣和鎂元素分離方法，其特徵在於所述的磷尾礦為磷礦在選礦過程中獲得高品位五氧化二磷精礦後排放的低品位五氧化二磷的尾礦，該磷尾礦在乾燥狀態下含有P2O5為2%~10%，MgO為15%~22%，CaO為28%~42%。
【文檔編號】C01B33/10GK103466632SQ201310425193
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】周駿宏, 賈雙珠, 戚茜 申請人:周駿宏