CN110255591A - 磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法 - Google Patents
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- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
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Abstract
本发明属于磷化工领域，具体涉及磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法。磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，包括以下步骤：A、将硝酸溶液加到磷矿浆中，控制反应体系的pH在2‑4之间，液固比为2‑4:1，反应完成后得到磷矿料浆；其中，所述磷矿浆由磷矿粉和水混合得到；B、将步骤A得到的磷矿料浆进行固液分离，得到固相a和含镁溶液b，固相a经过洗涤烘干后得到低镁精矿；C、向含镁溶液b通入NH3和CO2，得到碳酸钙和碳酸镁。本发明实现磷矿脱镁的同时，又联产了碳酸镁和碳酸钙。
Description
技术领域
本发明属于磷化工领域，具体涉及磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法。
背景技术
我国磷矿贮量巨大，居世界第二位,其中多为选矿困难、结构紧密、杂质含量高的中低品位胶磷矿,我国磷矿资源总体呈现“多而不富、南多北少、难选难分”的局面，已被国土资源部列为不能满足国民生产需求之列。目前磷化学工业对磷矿资源需求日益增加,但富矿稀少,急需找到合理有效的方法来开发和利用中低品位磷矿。其中，高镁磷矿比例最大，杂质成分有白云石、石英、粘土、方解石以及少量的有机组分，主要含铁、镁、铝等杂质元素。它们不仅会影响湿法加工过程，增加硫酸的消耗，而且会影响磷酸盐产品后续的加工过程及产品质量，镁的危害尤为明显。因此，中低品位磷矿一般通过预处理除去部分杂质，提高磷矿粉的品位，使后续加工经济可行。
我国中低品位磷矿预处理除了选矿法之外，还有化学法。化学法根据所选用的试剂不同分为硫酸法、磷酸法、硝酸铵-硝酸法等。我国绝大部分生产使用的方法是硫酸法，20世纪80年代以来，国内四川大学部分学者开展了相关研究，通过稀硫酸处理磷矿粉，使镁元素杂质有效脱除，该技术已实现了技术转让及工业化生产。已有的公开专利CN201710272496.1硫酸法钛白粉酸性废水用于磷矿预处理的封闭循环工艺、CN200910312895.1一种利用钛白粉生产过程中的酸性废水预处理磷矿的方法、CN201210165222.X一种利用钛白废酸预处理磷矿的方法、CN201410611362.4一种提高磷矿反浮选碳酸盐效率的悬浊液与方法、CN201711481785.9硫精砂制酸副产稀废酸回收利用方法等均是在该工艺上改进所生产。该工艺针对碳酸盐型及混合型磷矿有很好的作用，能够有效脱除镁元素等杂质，但是由于使用了硫酸介质，钙元素与硫酸根结合形成石膏固相残留在磷精矿粉中，这样在一定程度上降低了磷精矿粉中的P2O5含量，使得原矿预处理后P2O5含量提升的幅度有限；同时，该工艺产生大量废水，该废水处理也是棘手的环保难题。
对于磷酸法预处理磷矿，早期四川大学也开展了相关研究，采用磷酸分解磷矿，过滤矿粒与杂质，然后将磷酸钙盐清液与硫酸反应，制得比较洁净的磷酸和磷石膏，部分磷酸返回继续分解磷矿。已有的公开专利CN95113038.2饲料磷酸氢钙的生产方法、CN94111776.6硫酸法制萃取磷酸及含磷溶液的方法等均包含了磷酸预处理磷矿的工艺过程。该技术，以磷酸作为浸出介质预处理磷矿，分离矿粒与杂质，但部分杂质特别是镁元素进入到液相，后续加工过程困难。硝酸铵-硝酸法预处理磷矿，专利CN201510224005.7公开了一种对中低品位磷矿脱镁处理方法，通过煅烧消化、浸取、吸收、分离、碳酸铵处理步骤，使得磷矿中的镁元素由碳酸盐形式转化成氧化物形态，在溶液中呈现出离子态而被分离出来，并将获得滤液做处理，使得其中的硝酸根得到回收利用；浸取后的固相即为磷精矿，实现磷矿品位的提高。已有的公开专利CN201510372925.3一种磷矿尾矿加工及综合利用的方法、CN201510374405.6一种磷矿尾矿的加工方法等均是在该工艺上改进所生产。采用该工艺预处理磷矿，最大的特点是需要进行煅烧消化步骤，使得磷矿中的碳酸钙、碳酸镁分解成氧化钙、氧化镁，该过程煅烧温度高、能耗高，后续工艺流程长，生产成本高。
目前，还有采用硝酸直接处理磷矿的方法：比如公开号为CN106745156A的中国专利《一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法》；公开号为CN1118331A的中国专利《盐酸或硝酸循环法分解磷矿粉》。但是现有技术中，采用HNO3处理磷矿，通常情况下针对的是高品位磷矿，使用的HNO3浓度较高(浓度在30％-60％)，用量大，该方法的目的是为了分解磷矿，并不能用于中低品位磷矿制备精矿。其发生的主要反应为：10HNO3+5Ca5F(PO4)3＝5Ca(NO3)2+3H3PO4+HF；CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+CO2+H2O；CaMg(CO3)2+4HNO3＝Ca(NO3)2+Mg(NO3)2+2CO2+2H2O。再将得到的产物进行处理，得到磷酸产品或其他含磷肥料。
传统轻质CaCO3生产工艺工业中轻质碳酸钙传统生产工艺是以石灰石为原料，在超过900℃煅烧，生成生石灰并释放出CO2。该方法工艺过程复杂流程多，并且具有能源消耗大和生产效率低等问题。现已有一些公开专利借助某些产品工艺线上的副产物和废物发明方法制备CaCO3，已有公开专利CN101337685A一种磷石膏分解渣吸收二氧化碳生产碳酸钙的方法、CN102112637A由废物和副产物生产碳酸钙的方法等均是利用工艺过程排废中含有钙镁元素，借助副反应沉淀分离等方法实现对钙元素利用回收。
在高纯MgCO3工业生产中,因采用原料不同,主要有三种生产方法:白云石碳化法、卤水碳化法、硫酸铵转化法。但他们都存在物资搬运、煅烧加工和进一步的分离过程等问题导致成本高且工艺复杂。
发明内容
本发明内容所要解决的技术问题是：提供一种中低品位磷矿预处理的生产技术，克服现有中低品位磷矿预处理流程长、能耗高、磷损失率高、生产成本高、废液利用率低造成污染等问题，采用稀硝酸循环法浸取中低品位磷矿，实现磷矿中镁元素等杂质的有效去除，提升磷矿品位，同时利用浸取液生产碳酸镁、碳酸钙，实现低成本中低品位磷矿预处理。
磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，包括以下步骤：
A、将硝酸溶液加到磷矿浆中，控制反应体系的pH在2-4之间，液固比为2-4:1，反应完成后得到磷矿料浆；其中，所述磷矿浆由磷矿粉和水混合得到；
B、将步骤A得到的磷矿料浆进行固液分离，得到固相a和含镁溶液b，固相a经过洗涤烘干后得到低镁精矿；
C、向含镁溶液b通入NH3和CO2，得到碳酸钙和碳酸镁。
优选的，步骤C中，向含镁溶液b通入NH3和CO2，控制反应过程的pH和温度，进行两级沉淀；先进行第一级沉淀，控制沉淀过程pH为7-8，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；再进行第二级沉淀，控制沉淀过程pH为11-12，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f；对浓缩料浆c进行洗涤和干燥，得到碳酸钙；对浓缩料浆e进行洗涤和干燥，得到碳酸镁；优选的，第一级沉淀的温度为25-35℃；第二级沉淀的温度为35-45℃；更优选的，第一级沉淀的温度为30℃；第二级沉淀的温度为40℃。
优选的，步骤A中：反应时间至少0.5h；更优选的，反应时间为0.5-4h；进一步优选的，反应时间为2-4h。
优选的，其特征在于，步骤A中：pH在2-3之间；更优选的，pH在2-2.5之间。
优选的，步骤A中：液固比为2-3:1；优选的，液固比为2.5-3:1。
优选的，步骤A中，反应温度为20-60℃；优选的，反应温度为40-60℃。
优选的，步骤A中，磷矿粉的细度≥40目；优选细度为40-300目；更优选细度为40-150目。
优选的，步骤A中，磷矿粉中，P205含量≤25wt％。
优选的，步骤B中，固液分离后，固相a含湿量在10wt％-20wt％。
优选的，步骤B中，固相a经洗涤后的洗水返回步骤A，用来配制硝酸溶液。
本发明的有益效果：
1、本发明中低品位磷矿预处理的工艺，处理流程短、能耗低、磷损失率低、生产成本低，具有良好的经济效益、社会效益以及广阔的工业化应用前景。
2、本发明工艺操作简单，保证了磷矿的预处理效果，同时避免了高能耗和难处理的废液废渣等问题(废液废渣主要成分为镁盐以及少量的钙盐和杂质离子,若直接排放会造成资源浪费和环境污染等问题)，利用预处理浸取液生产碳酸钙、碳酸镁，充分回收和转化磷矿中的钙、镁元素，实现中低品位磷矿预处理过程清洁生产和资源的充分利用，既减少了废液排放也降低了成本，缓解了相关行业的生产压力，也符合绿色循环经济的发展要求。对除镁废液中的镁元素进行回收利用,制备成碳酸镁产品可用于制造镁盐、氧化镁和防火涂料，及其他副产品。碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、油漆、水性涂料、造纸工业。本发明实现资源的二次利用，为中低品位磷矿的综合利用提供一条途径。
3、本发明采用稀硝酸循环法浸取中低品位磷矿，实现磷矿中镁元素等杂质的有效去除，使得脱镁过程磷矿P2O5损失率≤1wt％，磷精矿MgO/P2O5≤3％，满足后续磷矿加工需求。
4、与硫酸法预处理相比，本发明中低品位磷矿杂质白云石、方解石中的钙、镁元素溶解后存在于溶液中，后续进一步回收生产有价值的碳酸钙和碳酸镁产品；而硫酸法钙、镁元素溶解后，钙元素与硫酸根结合形成石膏晶体存在于固相中，不仅没有充分利用，而且在一定程度上降低了磷精矿中的P2O5含量，同时得到的硫酸镁溶液也难以处理，对环境存在风险。与磷酸法相比工艺更为简单，更避免了磷石膏等废料的产生，同时也实现了将Mg2+脱离液相的目的，为后续加工带来了巨大便利。与高温煅烧后再用硝酸铵-硝酸预处理工艺相比，没有煅烧工序，大大节约了能耗，工艺流程短、生产成本低。
5、本发明适用于各种品位的磷矿。
附图说明
图1为磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的生产技术工艺流程框图。
具体实施方式
本发明内容所要解决的技术问题是：提供一种中低品位磷矿预处理的生产技术，克服现有中低品位磷矿预处理流程长、能耗高、磷损失率高、生产成本高、废液利用率低造成污染等问题，采用稀硝酸循环法浸取中低品位磷矿，实现磷矿中镁元素等杂质的有效去除，提升磷矿品位，同时利用浸取液生产碳酸镁、碳酸钙，实现低成本中低品位磷矿预处理。
磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，包括以下步骤：
A、将硝酸溶液加到磷矿浆中，控制反应体系的pH在2-4之间，液固比为2-4:1，反应完成后得到磷矿料浆；其中，所述磷矿浆由磷矿粉和水混合得到；
B、将步骤A得到的磷矿料浆进行固液分离，得到固相a和含镁溶液b，固相a经过洗涤烘干后得到低镁精矿；
C、向含镁溶液b通入NH3和CO2，得到碳酸钙和碳酸镁。
本发明需要严格控制体系的pH和液固比，当pH小于2时，会导致磷矿中的P大量溶解在酸液中，pH大于4时，无法完全除去磷矿中的Mg、Ca等杂质，但是能达到部分脱除的效果。当液固比小于2:1时，矿浆粘稠度高，不利于反应过程中的传质和传热，混合流体湍动程度小，很难混合均匀，还会导致局部反应强，磷损失率增加；当液固比大于4:1时，反应混合物浓度小，反应过程速率降低，还会导致脱镁液浓度降低，回收能耗增加。
本发明的硝酸溶液浓度和矿浆浓度可以根据实际反应过程进行调整，控制反应体系的pH在2-4之间，液固比为2-4:1即可。为了方便在工业上应用，本发明可以将磷矿浆的含水量控制在25-45％。更优选磷矿浆的浓度为35％。将硝酸溶液加入到磷矿浆中，可以通过调节泵转速来控制反应体系pH值，加入方式为泵加入，流量小，加之反应体系处在湍流状态，混合均匀，从而控制反应过程pH值在2-4之间。
优选的，步骤C中，向含镁溶液b通入NH3和CO2，控制反应过程的pH和温度，进行两级沉淀；先进行第一级沉淀，控制沉淀过程pH为7-8，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；再进行第二级沉淀，控制沉淀过程pH为11-12，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f；对浓缩料浆c进行洗涤和干燥，得到碳酸钙；对浓缩料浆e进行洗涤和干燥，得到碳酸镁；优选的，第一级沉淀的温度为25-35℃；第二级沉淀的温度为35-45℃；更优选的，第一级沉淀的温度为30℃；第二级沉淀的温度为40℃。其中CO2的通入量根据含镁溶液b中的Ca2+、Mg2+含量确定，CO2过量使Ca2+、Mg2+能完全沉淀即可。NH3的通入量根据沉淀所需要的pH进行确定。
本发明利用硝酸在合理pH值环境和固液比条件下与磷矿浆料反应，通过酸解浸提出矿样中的杂质。其中钙、镁离子被成功转移到液相中，固液分离得到更高品质的磷矿并将废液进一步通入氨气和二氧化碳，通过调控pH得到碳酸钙和碳酸镁产品。本发明仅使用了硝酸实现对磷矿品位的有效提升，有效除杂的同时保证了较低的磷含量损失。反应仅需通过简单控制体系条件，方便操纵并且避免了能耗损失，同时将废液中的钙镁离子实现了回收利用。本发明中使用少量氨气调节废液的pH并通入CO2反应将废液中的钙、镁离子回收制成碳酸钙和碳酸镁，对原生产过程中的废物实现循环回收利用。回收过程借助碳酸钙和碳酸镁的沉淀pH的梯度差异，仅需要通过控制反应的pH值分阶段回收，便捷实现分离。
为了提高反应速度，优选的，步骤A中，矿浆与硝酸溶液混合发生反应，采用搅拌的方法进行；更优选的，搅拌转速为300-500r/min。
为了使矿浆和硝酸充分反应，优选的，步骤A中：反应时间至少0.5h；更优选的，反应时间为0.5-4h；进一步优选的，反应时间为2-4h。
为了进一步降低磷损失率，提高除镁率，优选的，其特征在于，步骤A中：pH在2-3之间；更优选的，pH在2-2.5之间。
为了进一步降低磷损失率，提高除镁率，优选的，步骤A中：液固比为2-3:1；优选的，液固比为2.5-3:1。
为了进一步降低磷损失率，提高除镁率，优选的，步骤A中，反应温度为20-60℃；优选的，反应温度为40-60℃。
优选的，步骤A中，磷矿粉的细度≥40目；优选细度为40-300目；更优选细度为40-150目。
优选的，步骤A中，磷矿粉中，P205含量≤25wt％。
优选的，为了减小因磷精矿表面附带的已脱除镁和已反应磷对实验结果造成的误差：步骤B中，固液分离后，固相a含湿量在10wt％-20wt％。
为了充分利用洗水中矿物资源，优选的，步骤B中，固相a经洗涤后的洗水返回步骤A，用来配制硝酸溶液。
本发明以中低品位磷矿为原料，以硝酸溶液及返回的滤液为介质对其进行浸取处理，使得磷矿中镁元素等杂质有效脱除，提升磷矿的品位，主要包括浸出、固液分离、中和、沉淀过滤、冷却造粒等步骤。所依据的基本原理是利用不同矿物与酸性物质反应活性的差异。按矿物计,反应活性顺序为：氟磷灰石＜＜方解石≈白云石；按化学组分计,活性顺序为:Ca5F(PO4)3＜＜CaCO3≈MgCO3。当磷矿与酸性物质接触时，MgCO3优先溶入液相而与磷矿物相分离。技术成败的关键在于能否保证有较高的反应选择性，即在较低的磷损失率下达到高的除镁率。同时，滤液作为母液并重复利用，将处理废液中的钙、镁离子回收利用，利用简单的气液反应方式制备出碳酸钙和碳酸镁，通过控制反应pH，在保证能将二者简单有效分离的情况下，回收资源避免了浪费。
本发明在下述实施例中所使用的部分不同目数下，低品位磷矿的成分，如表1所示。
表1低品位磷矿成分表
| 目数 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | CaO | MgO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | F | SiO<sub>2</sub> |
| 40-60 | 23.37 | 37.47 | 3.05 | 0.5 | 0.12 | 2.83 | 24.8 |
| 60-80 | 24.72 | 39.85 | 3.23 | 0.37 | 0.17 | 3.12 | 11.48 |
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例一
如图1所示，将低品位磷矿经过鄂式破碎、粉碎、筛分之后，得到粒径在60-80目之间的磷矿粉，加水配制成含水量为35％的矿浆。
将硝酸溶液加入到含水量为35％的磷矿浆中，在300r/min的转速下充分混合进行反应，反应时间为2h，控制过程温度为45℃，反应过程中，通过控制硝酸的加入量来控制反应体系的pH为2，液固比为3:1。
反应完成后，得到脱镁后的磷矿浆；脱镁后的磷矿浆从反应槽内流出转移至固液分离器内，分离得到含湿量在10wt％-20wt％的固相a和含镁溶液b，用蒸馏水对固相a进行洗涤，直至洗涤水呈中性，然后将固相a烘干即得到低镁精矿；将固相a的洗涤水返回用于硝酸的配制；
含镁溶液b从反应槽内流出，管线分流，分为两股流体，第一股流体回流与水混合作为反应过程底酸，第二股流体依次通入不同量的NH3和CO2，控制NH3和CO2的通入量，控制过程pH和温度，进行两级沉淀，第一级沉淀过程控制pH为7-8，温度为30℃，分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；第二计沉淀过程控制pH为11，温度为40℃，分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f，分别进行洗涤和干燥，得到碳酸钙产品c和碳酸镁产品e，滤液和洗水用作磷矿料浆配制。
在本实施例中，所使用的磷矿粉的质量、P2O5含量、MgO含量，制得的低镁精矿的质量、P2O5含量、MgO含量如表2所述。
经分析，低镁精矿中P2O5含量为27.93wt％，MgO含量为0.60wt％，磷损失率为0.62％，镁脱除率为83.66％，镁磷比为2.15％。
表2实施例一关键数据
| 质量 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量(wt％) | MgO含量(wt％) | |
| 原矿 | 500.5 | 24.72 | 3.23 |
| 精矿 | 439.8 | 27.93 | 0.60 |
实施例二
如图1所示，将低品位磷矿经过鄂式破碎、粉碎、筛分之后，得到粒径在80-100目之间的磷矿粉，加水配制成含水量为35％的矿浆。
将硝酸溶液加入到含水量为35％的磷矿浆中，在300r/min的转速下充分混合进行反应，反应时间为4h，控制过程温度为40℃，反应过程中，通过控制硝酸的加入量来控制反应体系的pH为3.5，液固比为4:1。
反应完成后，得到脱镁后的磷矿浆；脱镁后的磷矿浆从反应槽内流出转移至固液分离器内，分离得到含湿量在10wt％-20wt％的固相a和含镁溶液b，用蒸馏水对固相a进行洗涤，直至洗涤水呈中性，然后将固相a烘干即得到低镁精矿，将固相a的洗涤水返回用于硝酸的配制；
含镁溶液b从反应槽内流出，管线分流，分为两股流体，第一股流体回流与水混合作为反应过程底酸，第二股流体依次通入不同量的NH3和CO2，控制NH3和CO2的通入量，控制过程pH和温度，进行两级沉淀，第一级沉淀过程控制pH为7-8，温度为30℃，分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；第二计沉淀过程控制pH为11，温度为40℃，分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f，分别进行洗涤和干燥，得到碳酸钙产品c和碳酸镁产品e，滤液和洗水用作磷矿料浆配制。
在本实施例中，所使用的磷矿粉的质量、P2O5含量、MgO含量，制得的低镁精矿的的质量、P2O5含量、MgO含量如表3所述。
经分析，低镁精矿中P2O5含量为26.03wt％，MgO含量为0.87wt％，磷损失率为0.91％，镁脱除率为70.07％，镁磷比为3.34％。
表3实施例二关键数据
| 质量 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量(wt％) | MgO含量(wt％) | |
| 原矿 | 500.3 | 24.76 | 2.74 |
| 精矿 | 471.3 | 26.03 | 0.87 |
实施例三
如图1所示，经过鄂式破碎、粉碎、筛分之后，得到粒径在40-60目之间的磷矿粉，加水配制成含水量为35％的矿浆。
将硝酸溶液加入到含水量为35％的磷矿浆中，在300r/min的转速下充分混合进行反应，反应时间为3h，控制过程温度为55℃，反应过程中，通过控制硝酸的加入量来控制反应体系的pH为2.5，液固比为2.5:1。
反应完成后，得到脱镁后的磷矿浆；脱镁后的磷矿浆从反应槽内流出转移至固液分离器内，分离得到含湿量在10wt％-20wt％的固相a和含镁溶液b，用蒸馏水对固相a进行洗涤，直至洗涤水呈中性，然后将固相a烘干即得到低镁精矿，将固相a的洗涤水返回用于硝酸的配制；
含镁溶液b从反应槽内流出，管线分流，分为两股流体，第一股流体回流与水混合作为反应过程底酸，第二股流体依次通入不同量的NH3和CO2，控制NH3和CO2的通入量，控制过程pH和温度，进行两级沉淀，第一级沉淀过程控制pH为7-8，温度为30℃，分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；第二计沉淀过程控制pH为11，温度为40℃，分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f，分别进行洗涤和干燥，得到碳酸钙产品c和碳酸镁产品e，滤液和洗水用作磷矿料浆配制。
在本实施例中，所使用的磷矿粉的质量、P2O5含量、MgO含量，制得的低镁精矿的的质量、P2O5含量、MgO含量如表4所述。
经分析，低镁精矿中P2O5含量为26.89wt％，MgO含量为0.59wt％，磷损失率为1.60％，镁脱除率为83.46％，镁磷比为2.19％。
表4实施例三关键数据
| 质量 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量(wt％) | MgO含量(wt％) | |
| 原矿 | 500.1 | 23.37 | 3.05 |
| 精矿 | 427.6 | 26.89 | 0.59 |
实施例四
如图1所示，经过鄂式破碎、粉碎、筛分之后，得到粒径在150目以上的磷矿粉，加水配制成含水量为35％的矿浆。
将硝酸溶液加入到含水量为35％的磷矿浆中，在300r/min的转速下充分混合进行反应，反应时间为3.5h，控制过程温度为50℃，反应过程中，通过控制硝酸的加入量来控制反应体系的pH为3，液固比为3.5:1。
反应完成后，得到脱镁后的磷矿浆；脱镁后的磷矿浆从反应槽内流出转移至固液分离器内，分离得到含湿量在10wt％-20wt％的固相a和含镁溶液b，用蒸馏水对固相a进行洗涤，直至洗涤水呈中性，然后将固相a烘干即得到低镁精矿，将固相a的洗涤水返回用于硝酸的配制；
含镁溶液b从反应槽内流出，管线分流，分为两股流体，第一股流体回流与水混合作为反应过程底酸，第二股流体依次通入不同量的NH3和CO2，控制NH3和CO2的通入量，控制过程pH和温度，进行两级沉淀，第一级沉淀过程控制pH为7-8，温度为30℃，分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；第二计沉淀过程控制pH为11，温度为40℃，分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f，分别进行洗涤和干燥，得到碳酸钙产品c和碳酸镁产品e，滤液和洗水用作磷矿料浆配制。
在本实施例中，所使用的磷矿粉的质量、P2O5含量、MgO含量，制得的低镁精矿的的质量、P2O5含量、MgO含量如表5所述。
经分析，低镁精矿中P2O5含量为26.21wt％，MgO含量为0.83wt％，磷损失率为1.19％，镁脱除率为81.82％，镁磷比为3.17％。
表5实施例四关键数据
| 质量 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量(wt％) | MgO含量(wt％) | |
| 原矿 | 500.0 | 24.69 | 4.25 |
| 精矿 | 465.4 | 26.21 | 0.83 |
实施例五
如图1所示，经过鄂式破碎、粉碎、筛分之后，得到粒径在100-150目之间的磷矿粉，加水配制成含水量为35％的矿浆。
将硝酸溶液加入到含水量为35％的磷矿浆中，在300r/min的转速下充分混合进行反应，反应时间为2.5h，控制过程温度为60℃，反应过程中，通过控制硝酸的加入量来控制反应体系的pH为4，液固比为2:1。
反应完成后，得到脱镁后的磷矿浆；脱镁后的磷矿浆从反应槽内流出转移至固液分离器内，分离得到含湿量在10wt％-20wt％的固相a和含镁溶液b，用蒸馏水对固相a进行洗涤，直至洗涤水呈中性，然后将固相a烘干即得到低镁精矿，将固相a的洗涤水返回作为硝酸的配制用水；
含镁溶液b从反应槽内流出，管线分流，分为两股流体，第一股流体回流与水混合作为反应过程底酸，第二股流体依次通入不同量的NH3和CO2，控制NH3和CO2的通入量，控制过程pH和温度，进行两级沉淀，第一级沉淀过程控制pH为7-8，温度为30℃，分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；第二计沉淀过程控制pH为11，温度为40℃，分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f，分别进行洗涤和干燥，得到碳酸钙产品c和碳酸镁产品e，滤液和洗水用作磷矿料浆配制。
在本实施例中，所使用的磷矿粉的质量、P2O5含量、MgO含量，制得的低镁精矿的的质量、P2O5含量、MgO含量如表6所述。
经分析，低镁精矿中P2O5含量为25.59wt％，MgO含量为0.69wt％，磷损失率为1.10％，镁脱除率为69.44％，镁磷比为2.70％。
表6实施例五关键数据
| 质量 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量(wt％) | MgO含量(wt％) | |
| 原矿 | 500.0 | 24.87 | 2.17 |
| 精矿 | 480.6 | 25.59 | 0.69 |
Claims (10)
1.磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将硝酸溶液加到磷矿浆中，控制反应体系的pH在2-4之间，液固比为2-4:1，反应完成后得到磷矿料浆；其中，所述磷矿浆由磷矿粉和水混合得到；
B、将步骤A得到的磷矿料浆进行固液分离，得到固相a和含镁溶液b，固相a经过洗涤烘干后得到低镁精矿；
C、向含镁溶液b通入NH3和CO2，得到碳酸钙和碳酸镁。
2.根据权利要求1所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于，步骤C中，向含镁溶液b通入NH3和CO2，控制反应过程的pH和温度，进行两级沉淀；先进行第一级沉淀，控制沉淀过程pH为7-8，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆c和含镁滤液d；再进行第二级沉淀，控制沉淀过程pH为11-12，温度为10-60℃，沉淀完全后，固液分离得到浓缩料浆e和含镁滤液f；对浓缩料浆c进行洗涤和干燥，得到碳酸钙；对浓缩料浆e进行洗涤和干燥，得到碳酸镁；优选的，第一级沉淀的温度为25-35℃；第二级沉淀的温度为35-45℃；更优选的，第一级沉淀的温度为30℃；第二级沉淀的温度为40℃。
3.根据权利要求1或2所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于，步骤A中：反应时间至少0.5h；优选的，反应时间为0.5-4h；更优选的，反应时间为2-4h。
4.根据权利要求1～3任一项所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于，步骤A中：pH在2-3之间；优选的，pH在2-2.5之间。
5.根据权利要求1～4任一项所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于，步骤A中：液固比为2-3:1；优选的，液固比为2.5-3:1。
6.根据权利要求1～5任一项所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于：步骤A中，反应温度为20-60℃；优选的，反应温度为40-60℃。
7.根据权利要求1所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于：步骤A中，磷矿粉的细度≥40目；优选细度为40-300目；更优选细度为40-150目。
8.根据权利要求1所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于：步骤A中，磷矿粉中，P2O5含量≤25wt％。
9.根据权利要求1所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于：步骤B中，固液分离后，固相a含湿量在10wt％-20wt％。
10.根据权利要求1所述的磷矿脱镁并联产碳酸镁和碳酸钙的方法，其特征在于：步骤B中，固相a经洗涤后的洗水返回步骤A，用来配制硝酸溶液。
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