[发明专利]一种浸酸法回收利用磷矿石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷矿石回收利用的方法，特别是涉及一种浸酸法回收利用磷矿石的方法。

背景技术

我国磷矿资源储量丰富，但富矿少贫矿多，尤其低品位磷矿石在工业上利用较为困难。低品位磷矿石P₂O₅品位低、杂质含量高、嵌布粒度细、炭泥质多，是国内磷矿石中较难选的矿石。但由于该类型矿床蕴藏量大，矿源充足，是我国亟待开发的重要的后备磷矿床资源。因此，开发利用中低品位磷块岩矿床，有效综合利用中低品位磷矿块岩中有价值的元素，是我国磷资源产业可持续发展的保障。中低品位磷矿石主要利用的有用矿物为胶磷矿，研究资料表明磷矿石中所含稀土元素主要以类质同象形式存在于胶磷矿中。要有效利用中低品位磷矿石资源，需要使其中的P₂O₅及稀土元素富集，即要使磷酸盐矿石中碳酸盐矿物等和磷酸盐矿物分离。长期以来，前人花费大量精力来解决磷酸盐矿石中碳酸盐矿物的分离问题，特别是对沉积型磷矿石，目前缺少将其进行有效分离的工艺，即使是浮选法也难将极细微粒的胶磷矿有效进行回收。

中国专利文献CN101759165A的公开资料中公开了一种回收磷矿石选矿尾矿中P₂O₅的方法，该方法针对碳酸盐型磷矿石选矿过程中所产生的P₂O₅含量5%以上的尾矿，用水力旋流器预处理，将尾矿分为小于56μm和大于56μm两部分，其中小于56μm部分带有大部分残余选矿药剂直接进入选矿，大于56μm部分经球磨机再一次研磨小于56μm后，一起进入选矿，该方法先把尾矿按粗、细粒级分开，粗粒级部分进行二次磨矿，解决矿物的单体解离问题，细粒级部分不参与磨矿，减少矿石过粉碎和矿石泥化；含有大量残余药剂的尾矿经过分级，药剂可随细粒部分与粗粒分离，可再生利用，尾矿再选少加或者不加捕收剂。但该方法在用于中低品位尤其是低品位磷矿石时P₂O₅的富集率并不高。以何种方式大幅提高中低品位磷矿石时P₂O₅的富集率依然是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浸酸法回收利用磷矿石的方法，可以大幅提高磷矿石中尤其是中低品位磷矿石中的P₂O₅及稀土元素的富集率，能克服现有选矿法等技术回收磷资源不足等问题。

本发明的技术方案如下：连宾等学者认为微生物-矿物相互作用可以促进许多表生生物地球化学反应过程，是表生地球化学研究的重要内容。尤其是微生物分泌的有机酸以及微生物呼吸所释放的CO₂对岩表水分的酸化过程亦加速岩石矿物的分解。受此研究结果的启发，本发明选择甲酸、柠檬酸等特定的有机酸对白云质磷矿石进行酸浸，从而可以大幅提高磷矿石中的P₂O5及稀土元素的富集率。

具体方法如下：将原生中低品位磷矿石破碎制成-0.125mm～+0.075mm的样品进行有机酸酸浸反应，浸出条件为温度为25℃～55℃、酸浸时间为12～24h；其中，酸浸采用的酸溶液是甲酸、柠檬酸、琥珀酸或乳酸中的一种或两种以上的组合；酸浸反应完成后用蒸馏水洗涤滤渣数次，将滤渣烘干制样。原生中低品位磷矿石是指含稀土生物碎屑白云质磷块岩，其中的P₂O₅含量在10.0%以上23.0%以下。

优选的酸浸方法，按重量计算，将 5～10份的磷矿石加入200～ 400份浓度为1.5%～ 15%的酸溶液进行反应，在反应温度为25℃～55℃的条件下，持续搅拌反应 35～ 45min，酸浸静置反应12小时～24小时。

作为最优方案，以甲酸溶液为最佳酸溶液，将5～10份磷矿石加入200～400份浓度为15.0%的甲酸溶液进行反应，反应温度为50℃，酸浸反应时间为12h-24h，其中预先持续搅拌反应时间为35～45min，酸浸静置反应12小时～24小时，采用该最优方案浸出的P2O5品位可以大大提高，相比采用其它种类的酸溶液能够取得预料不到的效果。

原生中低品位磷矿石样品通过碎磨工艺制成-0.125mm～+0.075mm粒度范围，粒径分级主要由筛分分级所控制，同时兼顾考虑碎矿、磨矿时合理的经济成本，合理的样品粒度范围控制在-0.125mm～+0.075mm之间。