[发明专利]间接硫酸法回收高镁磷尾矿中磷并制备硫酸镁的方法

说明书

技术领域

本发明属于废弃物资源化应用领域，特别涉及一种间接硫酸法回收高镁磷尾矿中磷并制备硫酸镁的方法。

背景技术

高镁磷尾矿主要来自于磷矿石浮选提取精矿以后剩下的尾矿渣，属工业固体废弃物中的矿业固体废弃物。其矿物主要有白云石、氟磷灰和石英，其P₂O₅含量约为4-8.5%，MgO含量约为12-18%。

据统计，每生产一吨磷精矿，将产生0.44吨的尾矿，每年将产生700万吨的磷矿尾矿。目前，磷尾矿大多堆存在尾矿库，不仅占用大片土地，损失其中大量的有用成份，还造成水土流失，河道淤塞，水质污染，生态环境破坏，且尾矿库的建设及管理耗资巨大，尾矿溃坝引起的人员伤亡和财物损失等严重事故也时有发生。

尾矿作为复合原料进行整体利用，成为经济、实用的新矿产资源，不但可使原来枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地，恢复或扩展生产，而且可使国家、企业不必大量投资基本建设就获得大量已加工成细颗粒原料的资源。对尾矿整体开发利用可解决环境污染，改善生态环境和整治国土，具有巨大经济、社会、环境效益。目前，磷尾矿的利用率还很低，其综合利用途径主要有新药剂再浮选、重结晶再浮选、制备水泥、制备建筑用砖、制备微晶玻璃、制备磷镁肥等。但浮选法中所使用的高效捕收剂和抑制剂的开发存在难度，并且药剂对环境影响较大。建材产品和肥料的开发虽然使磷矿尾矿得到大量利用，但是附加值低，资源没有得到合理利用。

磷尾矿中含有丰富的镁，并含有一定量的五氧化二磷，此外还含有钙、锰、锑、铜、铁、铝、氟等元素，是一种不可多得的富镁资源。在中国专利数据库中涉及对高镁磷尾矿中有用元素进行回收利用的专利有例如CN102600965A《一种从高镁磷尾矿中回收磷的方法》、CN102534253A《利用高镁磷尾矿熔融还原制备金属镁的方法》、CN102534254A《一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法》、CN102653408A《一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法》、CN102674407A《一种利用高镁磷尾矿生产轻质氧化镁的方法》、这些方法虽各具特色，然而都需要高温煅烧预处理，能耗高。专利CN102557086A《一种从磷矿尾矿中回收磷并制备轻质氧化镁的方法》、此方法利用摇床分选磷、镁；利用盐酸浸出镁并除杂、碳化得到轻质氧化镁。本发明利用盐酸为了得到纯净硅渣利于后续对硅渣的提硅再利用，利用硫酸分离钙、镁磷，并将镁转化为硫酸镁，磷以磷酸形式不断循环浸取尾矿同时富集溶液中磷含量，以三聚氰胺沉淀磷实现磷的回收利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种流程简短，操作方便的间接硫酸法回收高镁磷尾矿中磷并制备硫酸镁的方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：间接硫酸法回收高镁磷尾矿中磷并制备硫酸镁的方法，包括以下步骤：

1）将高镁磷尾矿与盐酸混合反应，得到一次酸解滤液和硅渣，保温抽滤，洗涤，得到一次水洗液；

2）利用硫酸对步骤1）所得的一次酸解滤液和一次水洗液进行二次酸化，得到二次酸化滤液和硫酸钙沉淀，陈化、抽滤、洗涤；

3）将步骤2）所得二次酸化滤液和一次水洗液进行一次浓缩，得到一次浓缩滤液和一次浓缩固体，冷却后抽滤、洗涤；

4）将步骤3）所得一次浓缩滤液和一次水洗液进行二次浓缩，得到二次浓缩滤液和二次浓缩固体，冷却后抽滤、干燥，即制得硫酸镁产品；

5）二次浓缩滤液返回与盐酸合并循环浸取高镁磷尾矿，达到一定浓度后进行提取。

所述步骤1）中的盐酸溶液浓度为9.52-11.33mol/L，高镁磷尾矿与盐酸按1g：1.6-2.2mLmL的固液比进行反应，反应温度20-60℃，反应时间20-60min。

所述步骤1）中的保温抽滤在60℃进行，洗涤三次。

所述步骤2）中的硫酸溶液浓度为18.4mol/L，加入量为一次酸解滤液中钙镁总物质量的1-1.5倍，反应温度70-90℃，反应时间2-6h。

所述步骤2）中陈化8-16h，洗涤三次。

所述步骤3）中一次浓缩温度为80-118℃，浓缩比例为0.5-0.68。

所述步骤3）中所得到的一次浓缩固体为硫酸钙。

所述步骤4）中浓缩温度为80-118℃，浓缩比例为0.2-0.35。

所述步骤4）中干燥温度为80-100℃。

本发明的步骤3）和4）中的浓缩比例指浓缩掉的液体体积与浓缩前液体体积比。