利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法。它是以磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取黃磷爐渣，經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-2008的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后得到水玻璃，水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。本發(fā)明公開的一種利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，具有工藝簡(jiǎn)單，適用于性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術(shù)，無(wú)論從資源還是環(huán)保角度都具有重大意義。
【專利說(shuō)明】利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明特涉及到一種利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法。屬于磷化工及磷礦選礦生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷爐渣是以磷礦石、硅石、焦碳等為原料在高溫電爐中生產(chǎn)工業(yè)黃磷時(shí)產(chǎn)出的固體廢棄物，主要礦物有硅灰石、槍晶石、變針硅灰石和硅鈣石等，主要成分為硅酸鈣，同時(shí)含有少量的鋁、鐵、鎂磷、氟等元素。目前，全世界黃磷生產(chǎn)能力超過(guò)1600 kt/a;我國(guó)共有黃磷生產(chǎn)企業(yè)150多家,制磷電爐300余臺(tái),全國(guó)黃磷生產(chǎn)能力超過(guò)1300 kt/a,約占全球黃磷生產(chǎn)能力的80%，居世界第一位。磷渣量為每噸黃磷產(chǎn)生IOt爐渣，每4h排出I次。目前，黃磷爐渣主要用于生產(chǎn)硅鈣肥、水泥、磚、白炭黑等，存在利用率低，工藝成本高等問(wèn)題。如專利CN101381082A，利用黃磷爐渣制取高質(zhì)量白炭黑，經(jīng)過(guò)分離、洗滌、精制、干燥、煅燒等工序。該工藝存在較大問(wèn)題:①工業(yè)濕法磷酸及硝酸使工藝成本高；②磷酸與黃磷爐渣反應(yīng)生產(chǎn)硅酸，不易過(guò)濾，難以產(chǎn)業(yè)化過(guò)濾后的廢液量大，處理難度大，整個(gè)工藝成本非常聞。
[0003]隨著近幾年大規(guī)模開采利用，鈣質(zhì)磷礦石品質(zhì)下降日趨嚴(yán)重，大量低品位硅質(zhì)、混合型膠磷礦尚未得到有效開發(fā)利用。而硅質(zhì)、混合型磷礦浮選均需引入正浮選工藝，而水玻璃是常用的一種抑制劑，能抑制硅酸鹽等脈石礦物。此外，水玻璃還具備一定的消泡能力，在浮選過(guò)程中可增強(qiáng) 泡沫兼并現(xiàn)象，起到泡沫產(chǎn)品二次富集的作用。
[0004]針對(duì)目前黃磷爐渣開發(fā)利用的現(xiàn)狀，結(jié)合磷化工與磷礦浮選礦化耦合技術(shù)，本發(fā)明提出了一種符合生產(chǎn)實(shí)際的工藝路線如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述黃磷爐渣綜合利用等問(wèn)題，提供一種利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，該方法具有工藝簡(jiǎn)單，適用于性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術(shù)，無(wú)論從資源還是環(huán)保角度都具有重大意義。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法所采用的技術(shù)方案為:以磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取黃磷爐渣，經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后得到水玻璃，水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
[0007]所述渣酸的密度為1.74~2.13g/ml,主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):P20516.0~27.0% ；Mg01.5 ~2.1% ；Ca04.2 ~7.8% ;Fe2038.5 ~13.8% ；F4.9 ~8.7 % ;Α12030.7 ~1.5%。
[0008]所述的黃磷爐渣經(jīng)研磨至-120目占90%，黃磷爐渣的主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):Si0235.0 ~43.0% ；Ca038.0 ~46.0% ；Fe2030.5 ~0.8% ；F1.9 ~2.9 % ;Α12032.0 ~3.5% ；MgOl.5 ~2.6% ；Ρ2051.3 ~2.8%。[0009]所述的渣酸浸取工藝條件:液固比為10: (2~4)，在常溫條件下攪拌0.5~2.0h,攪拌速度為200~500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0010]所述的含娃酸及雜質(zhì)的濾液與20~50%的液體氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)溫度為60~100°C，反應(yīng)時(shí)間為20~70分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)控制NaOH質(zhì)量濃度為2~5g/L。
[0011]所述的磷原礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):P205≥22.0% ；MgO ( 8.0% ；SiO2:16.0 ~20.0% ；CaO:28.0 ~35.0% ；Fe203:1.2 ~2.3% ；Ge02:0.03 ~0.06%。
[0012]所述的磷精礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=P2O5≥28.5% ；MgO ( 0.8% ；Fe203(2.0% ；A1203 ( 2.0%。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新之處:
(1)利用渣酸作為黃磷爐渣的浸取劑，一方面避免磷酸渣酸返回萃取槽導(dǎo)致磷酸料漿過(guò)濾困難，濾液泵結(jié)垢堵塞嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)等問(wèn)題；另一方面顯著降低工藝成本；
(2)在飼料級(jí)磷酸氫鈣與硅膠等雜質(zhì)分離的過(guò)程中，先將飼料級(jí)磷酸氫鈣結(jié)晶析出，避免氟及其他雜質(zhì)進(jìn)入飼料級(jí)磷酸氫鈣中，使其產(chǎn)品質(zhì)量難以符合國(guó)標(biāo)要求；
(3)把傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品白炭黑變成水玻璃，一方面避免后續(xù)加入硝酸及尾液處理問(wèn)題；另一方面反應(yīng)后形成的水玻璃用于磷礦正浮選調(diào)整劑，降低了磷礦浮選的藥劑成本，實(shí)現(xiàn)了磷化工與磷礦浮選礦化耦合技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖1詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體工藝步驟。
[0015]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)實(shí)際的工藝路線圖。
[0016]【具體實(shí)施方式】
本發(fā)明以磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取黃磷爐渣，經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-2008的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后得到水玻璃，水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
[0017]渣酸(密度1.74~2.13g/ml)的主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):P20516.0~27.0% ；MgOl.5 ~2.1% ；Ca04.2 ~7.8% ；Fe2038.5 ~13.8% ；F4.9 ~8.7 % ；A12030.7 ~1.5%。
[0018]黃磷爐渣(經(jīng)研磨至-120目占90%)的主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):Si023 5.0~43.0% ；Ca038.0 ~46.0% ;Fe2030.5 ~0.8% ；F1.9 ~2.9 % ；A12032.0 ~3.5% ；Mg01.5 ~
2.6% ；P2051.3 ~2.8%。
[0019]渣酸浸取工藝條件:液固比為10: (2~4)在常溫條件下攪拌0.5~2.0h，攪拌速度為200~500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0020]含娃酸及雜質(zhì)的濾液與20~50%的液體氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60~100°c，反應(yīng)時(shí)間為20~70分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)控制NaOH質(zhì)量濃度為2~5g/L。
[0021]磷原礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=P2O5≥22.0% ；MgO ( 8.0% ；Si02:16.0~20.0% ；CaO:28.0 ~35.0% ；Fe203:l.2 ~2.3% ；Ge02:0.03 ~0.06%。
[0022]磷精礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):PA≥28.5% ；MgO ( 0.8% ； Fe2O3(2.0% ；A1203 ( 2.0%。
[0023]實(shí)施例1 在常溫條件下，以100g磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取25g黃磷爐渣，攪拌0.5h，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘。經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-2008的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入30%氫氧化鈉溶液，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為35分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)NaOH質(zhì)量濃度為3.4g/L。將反應(yīng)后的水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，添加捕收劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦的指標(biāo)為P20528.92% ；Mg00.68% ； Fe2O31.92% ；A12031.50%。達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
[0024]實(shí)施例2 在常溫條件下，以100g磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取38g黃磷爐渣，攪拌1.5h，攪拌速度為240轉(zhuǎn)/分鐘。經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-2008的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入42%氫氧化鈉溶液，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為55分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)NaOH質(zhì)量濃度為4.3g/L。將反應(yīng)后的水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，添加捕收劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦的指標(biāo)為P20528.71% ；Mg00.74% ； Fe2O31.80% ；A12031.64%。達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
[0025]實(shí)施例3 在常溫條件下，以100g磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取32g黃磷爐渣，攪拌1.0h，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘。經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-2008的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入36%氫氧化鈉溶液，反應(yīng)溫度為95°C，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)NaOH質(zhì)量濃度為2.9g/L。將反應(yīng)后的水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，添加捕收劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦的指標(biāo)為P20528.85% ；Mg00.71% ； Fe2O3
1.69% ；A12031.80%。達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
[0026]實(shí)施例4 在常溫條件下，以100g磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取26g黃磷爐渣，攪拌2.0h,攪拌速度為450轉(zhuǎn)/分鐘。經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料級(jí)磷酸氫鈣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22549-200 8的要求，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入45%氫氧化鈉溶液，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)NaOH質(zhì)量濃度為4.2g/L。將反應(yīng)后的水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，添加捕收劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦的指標(biāo)為P20529.21% ；Mg00.60% ； Fe2O3
1.71% ；A12031.54%。達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
【權(quán)利要求】
1.一種利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:以磷酸工業(yè)的渣酸為原料浸取黃磷爐渣，經(jīng)結(jié)晶析出飼料級(jí)磷酸氫鈣，含硅酸及雜質(zhì)的濾液經(jīng)加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后得到水玻璃，水玻璃作為磷礦浮選的抑制劑，經(jīng)正反浮選后的磷精礦達(dá)到二水物法生產(chǎn)濕法磷酸的原料要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:所述渣酸的密度為1.74~2.13g/ml,主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):Ρ20516.0 ~27.0% ；Mg01.5 ~2.1% ；Ca04.2 ~7.8% ；Fe2038.5 ~13.8% ；F4.9 ~8.7 % ；Al2O30.7 ~1.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:黃磷爐渣經(jīng)研磨至-120目占90%，黃磷爐渣的主要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù):Si0235.0 ~43.0% ；Ca038.0 ~46.0% ；Fe2030.5 ~0.8% ；F1.9 ~2.9 % ;Α12032.0 ~3.5% ；MgOl.5 ~2.6% ；Ρ2051.3 ~2.8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:渣酸浸取工藝條件:液固比為10:(2~4)，在常溫條件下攪拌0.5~2.0h,攪拌速度為200~500轉(zhuǎn)/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:含硅酸及雜質(zhì)的濾液與20~50%的液體氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60~100°C，反應(yīng)時(shí)間為20~70分鐘，反應(yīng)終點(diǎn)控制NaOH質(zhì)量濃度為2~5g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:磷原礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=P2O5≥22.0% ；MgO ≤ 8.0% ；SiO2:16.0 ~20.0% ；CaO:28.0 ~35.0% ；Fe203:1.2 ~2.3% ；Ge02:0.03 ~0.06%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用渣酸與黃磷爐渣制備飼料級(jí)磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，其特征在于:磷精礦粉中主要的化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=P2O5≥28.5% ；MgO ≤ 0.8% ；Fe203(2.0% ；A1203 ( 2.0%。
【文檔編號(hào)】C01B33/32GK103950911SQ201410186809
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】李耀基, 張暉, 方世祥, 何賓賓, 劉麗芬, 羅昆義, 王軒翾 申請(qǐng)人:云南磷化集團(tuán)有限公司