CN102653408A - 一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法 - Google Patents

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杨三可
刘旭
胡厚美
胡宏
李艳
龙庆兰
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Abstract

本发明公开了一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，包括以下步骤：将高镁磷尾矿在高温下煅烧成煅白，煅白与水按一定比例混合消化得到消化液，在消化液中补充一定比例水后通入含有二氧化碳的气体进行碳化反应得到碳化液，反应停止后将碳化液过滤得到滤液重镁水，将重镁水热解得到轻质碳酸镁沉淀，沉淀经过滤、干燥后得到轻质碳酸镁产品。本发明变废为宝，回收利用了废弃物高镁磷尾矿中的镁资源，工艺简单成本低，经济效益和环境效益显著。

Description

一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体是一种利用废弃物高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法。
背景技术
由于我国的磷矿大多数为中低品位磷矿，一般需要通过化学浮选选矿并富集成商品磷精矿。高镁磷尾矿是磷矿石通过浮选富集得到磷精矿后的副产品，其P2O5含量为3%～8.5%，MgO含量为15%～21%，属于高镁低品位磷矿。对于年产300万吨磷精矿的选矿厂来说，每年产生约100万吨的高镁磷尾矿，含有约18万吨的MgO。长期以来，因为该尾矿含磷较低，利用途径少，通常被企业当作废弃物采用堆存方式进行处理，不仅使该尾矿中的镁资源被白白浪费，还占用土地、污染周边环境。
轻质碳酸镁是一种重要的无机化工产品，除了用作制备氧化镁及镁盐系列产品外，主要用作橡胶制品的优良填充剂和补强剂，耐高温防火保温材料，绝缘材料，以及用于造船、锅炉制造，涂料、油墨、陶瓷、玻璃、医药、日用化工等行业，应用领域广泛。生产轻质碳酸镁的方法主要有菱镁矿碳铵法、白云石碳化法和卤水纯碱法等。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，该方法能回收利用高镁磷尾矿中的镁资源，具有成本低、工艺简单、产品品质好的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，包括以下步骤：
   （1）将高镁磷尾矿在850～1180℃下煅烧，烧成煅白；
   （2）将所述煅白与水按重量比1：4～40混合，在温度20～90℃下搅拌消化10～100分钟，得到消化液； 
   （3）在所述消化液中补充水使消化液含固量为质量分数2%～15%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在10～35℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.6～8.0时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水，滤饼主要为碳酸钙。
   （4）将所述重镁水在80～105℃下热解0.2～3h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，滤液水回用于消化、碳化工序。 
   （5）将所述轻质碳酸镁滤饼在90～220℃下烘0.5～5h得到轻质碳酸镁产品。
   上述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有P2O5为2%～10%，MgO为15%～21%，CaO为28%～42%。
上述的含有二氧化碳的气体为20%～100%二氧化碳体积分数的气体，可以是高镁磷尾矿煅烧时产生的二氧化碳气体。
   本发明具有如下优点：
   1、本发明以工业废弃物高镁磷尾矿为原料，废物利用，节约资源，生产成本低，拓宽了生产轻质碳酸镁的原料范围。 
   2、本发明以高镁磷尾矿为原料，除耗能外几乎不需要其它工业原料参与生产，工艺简单并且镁回收率高；本发明技术可推广应用于高镁磷尾矿的大量处理，为磷矿石开采与选矿企业处理高镁磷尾矿提供了一种有效方法。
   3、本发明生产的轻质碳酸镁符合工业水合碱式碳酸镁相关标准，产品品质好。
   4、本发明生产过程无污染，符合清洁化生产工艺要求，解决了原料高镁磷尾矿占用土地资源、污染环境的问题，变废为宝，具有良好的经济效益和重要的的环保意义。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本发明内容，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。
实施例1
高镁磷尾矿化学成分：P2O57.04%、MgO16.86%、CaO37.48%
称取尾镁磷尾矿100g在980℃下煅烧，得到煅白61.4g。煅白与700g水在80℃下搅拌40分钟，得到消化液。向消化液中补充800g水，再向消化液中通入35%二氧化碳体积分数的气体在20℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.7时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水。所述重镁水在95℃下热解0.5h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，将滤饼在150℃下烘3h得到轻质碳酸镁产品。 
实施例2
高镁磷尾矿化学成分：P2O56.00%、MgO18.25%、CaO36.82%
称取尾镁磷尾矿100g在950℃下煅烧，得到煅白59.8g，煅白与500g水在80℃下搅拌30分钟，得到消化液。向消化液中补充600g水，再向消化液中通入30%二氧化碳体积分数的气体在25℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.9时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水。所述重镁水在93℃下热解0.8h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，将滤饼在180℃下烘2h得到轻质碳酸镁产品。 
实施例3
高镁磷尾矿化学成分：P2O56.35%、MgO18.59%、CaO37.01%
称取尾镁磷尾矿100g在960℃下煅烧，得到煅白60.5g，煅白与430g水在85℃下搅拌30分钟，得到消化液。向消化液中补充900g水，再向消化液中通入27%二氧化碳体积分数的气体在30℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.8时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水。所述重镁水在97℃下热解0.5h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，将滤饼在120℃下烘4h得到轻质碳酸镁产品。
实施例4
高镁磷尾矿化学成分：P2O59.84%、MgO15.03%、CaO41.79%
称取尾镁磷尾矿100g在1180℃下煅烧，得到煅白65.3g，煅白与262g水在90℃下搅拌100分钟，得到消化液。向消化液中补充110g水，再向消化液中通入20%二氧化碳体积分数的气体在10℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至约8.0时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水。所述重镁水在105℃下热解0.2h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，将滤饼在220℃下烘0.5h得到轻质碳酸镁产品。
实施例5
高镁磷尾矿化学成分：P2O52.15%、MgO20.93%、CaO28.15%
称取尾镁磷尾矿100g在850℃下煅烧，得到煅白56.4g，煅白与2256g水在20℃下搅拌10分钟，得到消化液。向消化液中补充508g水，再向消化液中通入99%二氧化碳体积分数的气体在22℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至约6.6时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水。所述重镁水在80℃下热解3h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，将滤饼在90℃下烘5h得到轻质碳酸镁产品。

Claims (3)

1. 一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，其特征在于它由以下步骤组成： 
    （1）将高镁磷尾矿在850～1180℃下煅烧，烧成煅白；
    （2）将所述煅白与水按重量比1：4～40混合，在温度20～90℃下搅拌消化10～100分钟，得到消化液； 
    （3）在所述消化液中补充水使消化液含固量为质量分数2%～15%，再向消化液中通入含有二氧化碳的气体在10～35℃下进行碳化反应得到碳化液，在碳化液的pH值降至6.6～8.0时停止反应，将碳化液过滤，滤液为重镁水，滤饼主要为碳酸钙；
    （4）将所述重镁水在80～105℃下热解0.2～3h，得到轻质碳酸镁沉淀，过滤后得到轻质碳酸镁滤饼，滤液水回用于消化、碳化工序；
    （5）将所述轻质碳酸镁滤饼在90～220℃下烘0.5～5h得到轻质碳酸镁产品。
2.根据权利要求1所述一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，其特征在于所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有P2O5为2%～10%，MgO为15%～21%，CaO为28%～42%。
3.根据权利要求1所述一种利用高镁磷尾矿生产轻质碳酸镁的方法，其特征在于所述的含有二氧化碳的气体为20%～100%二氧化碳体积分数的气体，可以是高镁磷尾矿煅烧时产生的二氧化碳气体。
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