一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法技術

本發明專利技術公開了一種有效降低磷礦石中鎘含量的方法。首先將磷礦石粉碎過100目篩，按照固液比1:5?1:20(g/mL)的比例加入質量濃度為0.1％?0.5％的雙氧水，充分振蕩；固液分離后，再向殘留固體中按照固液比1:10?1:100(g/mL)的比例加入0.1mol/L的EDTA絡合劑，充分振蕩，固液分離后，將殘留固體在105度下烘干，即獲得鎘含量顯著降低的磷礦石產品。由于該方法采用雙氧水對磷礦石中的有機質進行預氧化，破壞了鎘與有機質的結合；接下來又利用EDTA絡合劑強大的絡合能力將鎘提取出來，從而有效地降低磷礦石中的鎘含量。本方法操作簡便，鎘的去除效率高，通過有效降低磷礦石中鎘的含量，有望降低后期磷肥產品中的鎘，進而保護生態環境具有重要意義，因此本方法具有極大應用潛力。

【技術實現步驟摘要】

專利技術涉及一種磷礦石的處理方法，更具體地說是一種聯合雙氧水預氧化和EDTA絡合劑提取來降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法。
技術介紹
磷礦是一種有限的、不可再生的戰略資源，絕大部分的磷礦資源用于生產磷肥，并施加到土壤中以增加農作物產量。然而，磷礦石通常含有多種有害元素，如鎘(Cd)、砷(As)、鉻(Cr)、氟(F)、鉛(Pb)、硒(Se)和汞(Hg)等，其中又以鎘的含量最高。在濕法磷肥加工過程中，磷礦石中70-80％的鎘最終轉移到磷肥中。鎘已成為制約磷肥品質的重要因素。國內外許多研究表明，長期施用磷肥能夠造成土壤重金屬尤其是鎘的積累，施用磷肥成為農田土壤鎘污染的重要來源。我國農田土壤普遍缺磷，因而長期、大量施用磷肥較為普遍，由此帶來土壤中鎘的積累不僅降低作物產量和品質，還能通過食物鏈危害人類健康。因此，在生產磷肥時，設法降低原材料磷礦石中鎘的含量具有重要意義。目前，世界上磷肥消耗的磷礦石大約88％來自于沉積巖，其余來自于火成巖，而我國磷礦的80％以上為沉積巖礦。通常，來自于沉積巖的磷礦石鎘含量顯著高于火成巖。原因在于來源于沉積巖的磷礦石中常含有較高量的有機質，而鎘又能夠和有機質強烈結合，從而導致含鎘磷礦石非常普遍。這些磷礦石生產的磷肥長期使用將使重金屬鎘大量積累并帶來嚴重環境風險。目前，脫除磷礦石中鎘的方法可以分為兩鐘。一種是在加工磷礦石之前，以煅燒法降低磷礦石的鎘含量；另一種是在濕法磷肥加工過程中采用石膏共結晶法、硫酸鹽沉淀法、離子交換法、膜分離法和溶劑萃取法等降低磷酸中的鎘含量。然而這些方法往往成本較高，還可能造成磷的溶解損失，且對鎘的去除效果不佳。因此迫切需要尋求有效降低磷礦石中鎘含量的新方法。瑞士《先進材料研究》雜志(AdvancedMaterialsResearch，1994年，第1-2卷，第155-162頁)報道了在高溫下添加氯化銨、氯化鈣和氯化鈉的方法來去除磷礦石中的鎘。澳大利亞化肥工業聯合會(FertilizerIndustryFederationofAustralia,Inc.,Conference,Progressinthedevelopmentofdecadmiationofphosphorousfertilizers,2001年，第101-106頁)指出石膏共結晶法是各種除鎘方法中最有前景的一種，但是該方法較高的成本(20-45美元/噸)限制了它的應用。JMSM材料科學會議論文集(ProceedingsoftheJMSM2008Conference，PhysicsProcedia,2009年，第2卷，第1455-1460頁)報道了利用鹽酸、Na2-EDTA和乙酸分別作為提取劑來降低磷礦石中鎘含量的方法。第五屆黑海盆地分析化學會議(5thBlackSeaBasinConferenceonAnalyticalChemistry，2009年，文章編號PPI-9(Ab18))報道了利用EDTA、氯化鈣、草酸和酒石酸分別作為提取劑來降低磷礦石中鎘含量的方法。沙特阿拉伯《阿拉伯化學》雜志(ArabianJournalofChemistry，2011年，doi:10.1016/j.arabjc.2011.05.016)報道了微波激發和Na2-EDTA聯合技術降低磷礦石中鎘含量的方法。波蘭《波蘭化學技術》雜志(PolishJournalofChemicalTechnology,2012年，第14卷，第3期，第15-20頁)報道了利用Na2-EDTA，檸檬酸，酒石酸，檸檬酸銨，氯化鈣，乙酸銨，氯化銨，草酸和氨水分別作為提取劑來降低磷礦石中鎘含量的方法。美國《分離科學與技術》雜志(2016年，第51卷，第4期，第718-726頁)報道了浸提和電滲析聯合技術降低磷礦石中鎘含量的方法。上述研究希望利用提取劑強大的絡合能力來提取磷礦石中的鎘，但是相對忽略了鎘在磷礦石中的存在形態，由于磷礦石中的鎘主要以有機結合態存在，難以直接被絡合劑提取出來。因此利用絡合劑直接提取的方法降低磷礦石中鎘含量效果不佳。在本專利技術申請前還未檢索到采用雙氧水預氧化處理磷礦石，并聯合EDTA浸提技術用于降低磷礦石中鎘含量的方法的相關文獻。
技術實現思路
1.專利技術要解決的技術問題針對現有技術難以破壞磷礦石中鎘與有機質的結合，無法有效提取出磷礦石中的鎘，本專利技術的目的是提供一種降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，該方法可以將磷礦石中的鎘提取出來，達到降低磷礦石鎘含量的目的。2.技術方案本專利技術的原理：雙氧水預氧化能夠去除磷礦石中的有機質，破壞鎘與有機質的結合，接下來EDTA絡合劑具有極強的絡合能力能夠有效地將鎘提取出來，從而可以降低磷礦石中鎘的含量。為達到上述目的，本專利技術提供的技術方案為：一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，通過雙氧水預氧化去除有機質，破壞鎘與有機質的結合，進而利用EDTA絡合劑提取出鎘。一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，步驟為：(1)將所用的磷礦石粉碎，并通過100目篩，獲得粒度不大于0.15mm的磷礦粉備用。(2)按照磷礦粉質量與雙氧水體積的比值1:5-1:20(g/mL)，加入濃度為0.1％-0.5％的雙氧水。(3)將雙氧水與磷礦粉混合液在室溫下攪拌或振蕩24小時，固液分離后，殘留固體備用。(4)按照上述固體質量與EDTA絡合劑體積的比值1:10-1:100(g/mL)，加入濃度為0.05-0.2mol/L的EDTA絡合劑。(5)將上述混合液在室溫下攪拌或振蕩24小時，固液分離后，殘留固體于105度干燥，即可獲得鎘含量降低的磷礦石。優選地，步驟(1)中所述的磷礦石鎘含量在1.0-232mg/kg。優選地，步驟(4)中所述的EDTA絡合劑可以是EDTA，Na2-EDTA，或K2-EDTA。3.有益效果本專利技術公開了一種一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，利用雙氧水預氧化聯合EDTA提取技術有效降低磷礦石中鎘含量的方法，具有以下的效果：(1)雙氧水是一種常見的氧化劑，原料易得，處理效果好；(2)經預氧化處理后的磷礦石，其中的鎘更容易被絡合劑提取出來；(3)本方法與高溫處理磷礦石除鎘方法相比成本低廉、程序簡便；與其他直接提取法相比，由于采用了預氧化處理，對鎘的提取效果更佳。附圖說明圖1為本方法的操作流程。具體實施方式下面結合說明書附圖和具體的實施例，對本專利技術作詳細描述。實施例1取磷礦石樣品1(鎘含量1.0mg/kg)，將其粉碎并過100目篩。稱取10g該磷礦石品于500mL錐形瓶中，加入50mL質量濃度為0.1％的雙氧水，攪拌或振蕩24小時，固液分離，將殘留固體轉移到1升燒杯中，按固液比1:10(g/mL)加入0.1mol/L的EDTA絡合劑，攪拌或振蕩24小時，固液分離，殘留固體于105度干燥，即可獲得鎘含量(0.318mg/kg)降低68.2％的磷礦石。實施例2取磷礦石樣品1(鎘含量1.0mg/kg)，將其粉碎并過100目篩。稱取10g該磷礦石品于500mL錐形瓶中，加入50mL質量濃度為0.5％的雙氧水，攪拌或振蕩24小時，固液分離，將殘留固體轉移到1升燒杯中，按固液比1:50(g/mL)加入0.1mol/L的EDTA絡合劑，攪拌或振蕩24小時，固液分離，殘留固體于105度干燥，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，其特征在于：通過雙氧水預氧化去除有機質和EDTA絡合劑提取出鎘。

【技術特征摘要】
2016.09.28 CN 20161085991571.一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，其特征在于：通過雙氧水預氧化去除有機質和EDTA絡合劑提取出鎘。2.根據權利要求1所述的一種有效降低磷礦石中重金屬鎘含量的方法，其步驟為：(1)將所用的磷礦石粉碎，并通過100目篩，獲得粒度不大于0.15mm的磷礦粉備用；(2)按照磷礦粉質量與雙氧水體積的比值1:5-1:20g/mL，加入質量濃度為0.1％-0.5％的雙氧水；(3)將雙氧水與磷礦粉混合液在室溫下攪拌或振蕩不少于24小時，固液分離后，殘留固體備用；(4)按照上述固體質量與EDTA絡合劑體積的比值...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏巍，陳晨，余大洋，李一鳴，魏正貴，崔靜，李時銀，
申請(專利權)人：南京師范大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32