[发明专利]对磷块岩矿综合利用清洁化生产及从中提取稀土的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种对磷块岩矿进行综合利用清洁化生产及从中提取稀土的工艺。通过对现有湿法提取磷酸工艺的改进，本发明的工艺流程可以通过对常规的氟、硅的回收处理过程进行进一步处理，从而获得稀土磷酸盐沉淀，再经进一步常规处理获得单一稀土产品，同时对现有技术中的废料磷石膏进行循环深加工利用，从而实现清洁化生产的目的。

背景技术

磷是一种重要的、难以再生的非金属矿资源，也是生命中最重要元素之一，它不仅在许多工业中具有重要的应用价值，而且在农业、医药、生物领域也扮演着重要的角色。我国磷矿储量居世界第三位，目前探明磷矿资源储量约168亿吨，但其中能够满足现行采矿和生产所需指标要求的真正可利用矿产资源量即基础储量仅为40亿吨(折标矿)，再扣除设计损失量和采矿损失量后的工业储量则仅为21亿吨。由此可见，我国磷矿资源真正可利用量并不丰富。我国的磷矿资源有几个显著的特点。其一，中低品位磷矿比重大，在探明磷矿资源储量中，高品位矿(P₂O₅＞30％)只有10.7亿吨，占8％；其余绝大部分是中低品位的矿石(P₂O₅ 12％～30％)，矿石反应活性低，杂质含量高，属于典型的难选低活性磷矿种类。另一特点是分布不均，主要集中在交通、经济相对欠发达的云南、贵州、四川、湖北和湖南五省，其贮量占全国总贮量的92.2％，这些特点给磷矿的开采和利用带来了不利。总之，我国的磷资源十分有限，潜在的磷危机，将影响我国经济的持续、高速发展，因此，必须高度关注磷危机，以合理利用保证磷资源产业的可持续发展。

硫酸提磷的工艺作为湿法提取磷酸的典型工艺，在我国已广泛用于磷化工及磷肥的生产厂家，在近几十年中得到不断的完善和提高，并形成了规模化的工业，但湿法硫酸制取磷酸的生产过程中综合利用问题和环境污染问题还比较突出。

磷石膏是湿法磷酸生产中排出的含酸废渣，通常每生产1吨P₂O₅就产生4.5～5.0吨磷石膏。磷石膏长期堆放不仅占用大量土地，增加费用，还污染环境。据估计，每年世界磷石膏排放量约3亿吨，我国约为2200万吨，其处理和综合利用已成为全球性问题，寻找其有效利用途径迫在眉捷。迄今世界磷石膏平均利用率只有2％～3％，我国为3％～6％。磷石膏中含有少量的磷、氟等有害成分，致使再生利用的成本较高，通常作为废物排放。大部分磷石膏采用露天堆放和倾入大海两种方式处理，只有极少的部分得到利用。一方面，磷石膏露天堆放占用大量的土地，给企业造成很大负担；另一方面，磷石膏排放造成严重污染环境。据估计，我国每年随磷石膏排放损失的P₂O₅就达30万吨。从60年代至今，不少国家都在致力于磷石膏的工业化应用研究工作，在理论上和实践上都取得了不少的成果。当前，磷石膏主要应用在以下几个方面：1)作土壤改良剂；2)作水泥缓凝剂；3)生产建筑石膏和石膏水泥；4)制硫酸铵；5)制取硫酸钾；6)制备硫酸联产水泥。