[发明专利]一种对磷矿粉脱镁和制备MgHPO4·3H2O的方法

说明书

技术领域

本发明属于磷矿粉净化技术领域，具体涉及利用主要成分为磷酸的复合脱镁剂以及采用脱镁促进剂、脱镁稳定剂降低磷矿中镁杂质提高磷矿品位，并利用化学共沉淀——定向结晶法回收脱镁废液中的镁制备MgHPO₄·3H₂O的方法。

技术背景

目前，世界磷矿资源日趋枯竭，如何利用中低品位磷矿生产磷酸及磷酸盐已受到磷矿工作者的极大关注。中国磷矿资源中约有90%属于中低品位，且大部分是海相型沉积岩，直接利用的难度较大。而且，由于镁杂质的存在，对磷矿的加工特别是湿法加工会带来一些不利的影响。

在现有湿法磷酸生产中，由于磷矿中的镁盐会全部溶解到磷酸溶液中，镁全部进入液相使磷酸中第一个H+浓度大大降低，从而会影响到磷酸萃取阶段中的反应，为了保持一定的H⁺浓度，就必须提高液相中的SO₄^2-浓度，但这样又会造成硫酸钙结晶细小，使磷石膏分离时不仅增加过滤难度，而且磷石膏含水量高，洗涤效率也随之降低，磷收率也就降低。而且大量的镁进入液相后，生产出的磷酸含镁量高，会给后续磷产品的加工带来不利影响：例如，采用这种含镁量高的磷酸生产重钙时会引起二次磷矿分解率降低；用其生产磷铵时则会生成难溶的MgNH₄PO₄，使肥料的水溶磷和有效磷下降。

因此在磷矿粉进入磷酸萃取阶段前，必须对原料矿粉进行预处理。其中，化学脱镁法是研究的热点：

中国专利申请号200610021647.8公开了一种以硫酸和乙二胺四乙酸二钠或硝酸为复合脱镁剂进行化学脱镁，然后以石灰乳、氢氧化钠或氨水为中和沉淀剂回收脱镁废液中的镁制备氢氧化镁的工艺。但是采用该工艺的磷质量损失较大，可达2.6%，且制备氢氧化镁后的废液为碱性，其pH一般在8~14。因此，若将处理后的废液回用到脱镁工段时会消耗大量的酸性脱镁剂。

中国专利授权公告号CN100392124C公开了一种以硫酸氢镁或浓硫酸与硫酸镁的混合物为脱镁剂对中低品位的磷矿进行脱镁净化，以磷酸一铵为中和沉淀剂回收磷矿脱镁废液中的镁制备磷酸铵镁产品的方法。但经此工艺处理后的磷矿产物品位较之原矿有所下降，且废液也为碱性，其pH一般在7.5~9.0，不利于废液回用。

中国专利申请号88105871.8公开了一种以硫酸为主体酸与少量磷矿萃取返回的磷酸进行复配，在90℃进行化学脱镁后高温浓缩，通入氨气制备铵镁复肥的工艺。该工艺虽然也用硫磷混酸，但以硫酸为主体酸、磷酸为辅酸，整个过程温度较高，能耗较大，磷质量损失较大，可达5%。

综上可见，现有技术对磷矿进行脱镁处理时无法避免磷损失；处理后的废液为碱性，若进行回用时须消耗大量的酸性脱镁剂。至今尚未见到同时利用脱镁活性剂和脱镁促进剂对磷矿进行脱镁的报道。

发明内容:

本发明的目的是提出一种对磷矿粉脱镁和制备MgHPO₄·3H₂O的方法，以克服现有技术的上述不足，在提高磷矿品位的同时利用回收脱镁废液中的镁制备MgHPO₄·3H₂O产品。

本发明对磷矿粉脱镁和制备MgHPO₄·3H₂O的方法，其特征在于：

先配制复合脱镁剂：将质量百分比浓度为20-85%的磷酸：质量百分比浓度36~38%盐酸或质量百分比浓度98％硫酸或质量百分比浓度65~68%硝酸中的一种或多种：水按体积比为0.05~0.25：0.02~0.03：1配制成溶液，作为复合脱镁剂待用；

将经磨矿洗矿工段得到的平均粒径为60~70%过100目筛范围的磷矿粉，加入按其质量0.01~0.2%的脱镁活性剂和0.1～0.5%的脱镁稳定剂，按液固质量比为1~5:1加水并混合均匀；

磷矿脱镁工段：以0.2～1.5ml/min的速率缓慢加入所配制的复合脱镁剂，调节控制反应体系的pH处于2~4范围反应30~90min；

接着进行液固分离，分离得到的固相即为磷品位获得提高的精矿粉；

往上述分离得到的液相中加入沉淀剂至pH为4~6，在20~70℃搅拌反应20~60min，再按200~300mg/L加入絮凝剂，混合均匀后，静置20~50min进行絮凝沉降后，再次进行液固分离；