一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法技術

本發明專利技術公開了一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，屬于化工生產技術領域。該方法是將低品位磷礦通過正浮選作業將磷礦中P

【技術實現步驟摘要】
一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法
本專利技術涉及一種低品位磷礦綜合利用的工藝方法，尤其涉及一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，屬于化工生產

技術介紹
我國磷礦資源豐富但主要以中低品位磷礦為主，此類礦物加工成本高、資源綜合利用率低，因此加強利用中低品位磷礦應用技術開發是磷化工發展的必然趨勢。從目前磷礦資源利用程度來看，多以碳酸鹽型磷礦為主，因為高品位磷礦已基本開采殆盡，中低品位磷礦需要經過選礦富集有用礦物，才能被下游利用，碳酸鹽型磷礦選礦工藝流程簡單，技經指標過關，可被目前的市場接受。硅質及硅酸鹽型磷礦次之，混合型磷礦由于選礦流程長，成本高，目前利用的較少。傳統的熱法磷化工主要是以黃磷電爐工藝為主，下游一般為熱法磷酸或有機磷產品。黃磷電爐中磷礦石、硅石和焦炭在高溫下發生還原反應，還原劑焦炭將磷礦石中的磷化物還原成單質磷。入爐磷礦石需要對P2O5含量及粒度有一定要求，根據工業經驗一般需求磷礦石粒度在20～50mm、P2O5含量大于25％，其中粒度的要求是為了保證爐體的還原反應能夠正常進行，而P2O5含量的要求則是為了節能降耗，據實踐總結，P2O5含量每降低1％，噸磷的電耗消耗將上升300～350kWh、磷的還原率將下降0.5％左右。目前對低品位磷礦的綜合利用已有不少研究，如中國專利CN104445114A公開了一種制備黃磷的方法，該專利文獻利用浮選磷精礦，通過壓球得到磷精礦球團，再將磷精礦球團通過兩次固結得到入爐球團的方法，但其需要使用粘結劑，且一次固結球團之前需要進行粉料干燥，實際為三段干燥/固結工藝，流程較長，一次固結后球團與二次固結工藝耦合過程復雜，無法保證球團強度，導致黃磷電爐內實際工況不穩定；中國專利CN104445115A公開了一種黃磷生產用原料的制備方法，該專利文獻利用磷礦石粉礦經箱式燒結爐燒結形成磷礦石燒結礦，磷礦石燒結礦經破碎得到黃磷生產用原料磷礦石塊礦，但其只能針對磷礦石P2O5含量大于23％的原礦，且需將原礦破碎后再燒結，增加了工藝流程，根據專利描述通過燒結提高了原礦P2O5含量約為2％，若原礦P2O5含量低于23％，則無法滿足黃磷入爐塊礦對于P2O5含量的要求，增加了能耗，降低了產能；中國專利CN105329865A公開了一種利用低品位磷礦制備黃磷的方法和制備工藝，該專利文獻利用低品位磷礦的二次富化P2O5后造球成黃磷入爐礦，但其只能針對磷礦石P2O5含量大于22％的原礦，浮選后磷礦P2O5含量大于30％，增加了浮選的難度和成本，降低了選礦效率，造球的同時還將加入粘結劑，球團的強度存在不穩定性，粘結劑的大量使用同樣會導致黃磷電爐內實際工況不穩定。目前尚無用低品位磷礦(P2O5含量小于20％)在熱法磷化工中相關應用方法與技術。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中低品位磷礦無法在熱法磷化工中應用的缺陷，通過礦化一體構建一種低品位磷礦在熱法磷化工中的應用方法。本專利技術所提到的幾個術語含義如下：低品位磷礦：P2O5含量低于20％的磷礦稱為低品位磷礦。浮選藥劑：包括pH調整劑、捕收劑、抑制劑、輔助藥劑。酸度：SiO2與CaO的質量比。轉鼓系數：一種抗碎能力和耐磨能力指標。為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，其特征在于包括如下步驟：(1)將低品位磷礦濕磨至粒度小于0.074mm占80％以上，得到濕磨礦漿；(2)將步驟(1)所得濕磨礦漿加入浮選藥劑，通過正浮選脫硅作業將P2O5含量富集至24％以上，得到浮選礦礦漿；(3)將步驟(2)所得浮選礦漿通過壓濾將礦漿脫水至水含量小于10％，得到壓濾礦；(4)將步驟(3)所得壓濾礦與一定粒度的硅石混合，得到造粒原料礦；(5)將步驟(4)所得造粒原料礦與焦炭混合，得到燒結原料礦；(6)將步驟(5)中的燒結原料礦在燒結爐中燒結，得到燒結礦；(7)將步驟(6)中的燒結礦通過破碎機破碎至大于20mm的塊礦，得到燒結塊礦；(8)將步驟(7)中燒結塊礦、硅石、焦炭按照一定比例調整酸度值后送入黃磷電爐進行還原反應，生產用于熱法磷酸或有機磷生產的原料單質磷。更進一步的技術方案是所述步驟(1)中低品位磷礦濕磨至粒度小于0.074mm占98％以上，其中粒度小于0.038mm占70％左右。更進一步的技術方案是所述步驟(2)中浮選藥劑包括pH調整劑、捕收劑、抑制劑、輔助藥劑；其中，pH調整劑是碳酸鈉，用量控制在3～6kg/t；捕收劑是TG，用量控制在1.5～3kg/t；抑制劑是硅酸鈉，模數控制在3～4，用量控制在4～5.5kg/t；輔助藥劑包括脫硅主增效劑、脫硅輔助增效劑。更進一步的技術方案是所述脫硅主增效劑是LR，用量控制在0.8～1.4kg/t；脫硅輔助增效劑是MR，用量控制在0.27～0.35kg/t。更進一步的技術方案是所述步驟(3)中浮選礦漿通過壓濾將率餅脫水至含水量為8％。更進一步的技術方案是所述步驟(4)中硅石粒度控制在0.7～3mm，用量占壓濾礦質量分數的5～8％。更進一步的技術方案是所述步驟(5)中燒結原料中的焦炭用量占造粒原料礦質量分數的5～8％。更進一步的技術方案是所述步驟(6)中燒結爐溫度約為1300～1400℃，點火燃料可用黃磷尾氣。更進一步的技術方案是所述步驟(7)中燒結礦破碎至20mm～50mm，小于20mm的燒結礦再回步驟(6)燒結爐。更進一步的技術方案是所述步驟(8)中黃磷電爐中控制酸度值為0.75～0.85(通過添加硅石進行調節)，過碳系數1.03～1.07。反應機理：本專利技術所述的方法通過選礦-冶煉-化工的處理手段，將低品位磷礦預處理后，通過黃磷電爐的轉化，使其得到高值化利用。燒結礦具有孔隙度大、灼失率低，P2O5含量高等優點，能夠大幅提高黃磷電爐的還原效率、降低黃磷電爐的能力消耗及泥磷產生量，對于熱法磷化工是一種綠色原料。燒結塊礦主要成分為Ca10F2(PO4)6、硅酸鹽及碳酸鹽，其混合后在還原劑焦炭的存在下發生以下反應：與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：(1)本專利技術利用低品位磷礦P2O5含量小于20％、SiO2含量大于30％，屬于“低磷、高硅”磷礦，此類礦石屬于典型難利用低品位磷礦，僅云南某公司就堆存約1600萬噸，由于原礦中SiO2含量較高不利于選礦及濕法磷化工，堆存長達10年之久，堆存量及成本逐年提高。(2)本專利技術利用低品位磷礦中硅含量較高，有利于熱法磷化工后期調整爐料酸度值，降低硅石用量成本。(3)本專利技術采用浮選技術將磷礦中P2O5含量由19％提升至高于24％，屬于正浮選脫硅工藝，選用的浮選藥劑雖較為常見，但組合使用后浮選效果好，且價格低廉，采用合適用量，可在降低浮選成本的同時使得精礦產率大大提高，較現在黃磷礦市場具有經濟競爭力。增大浮選藥劑用量，可提高浮選磷礦的P2O5含量，但是對于產量卻影響甚微，反而會增加生產成本。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，其特征在于包括如下步驟：/n(1)將低品位磷礦濕磨至粒度小于0.074mm占80％以上，得到濕磨礦漿；/n(2)將步驟(1)所得濕磨礦漿加入浮選藥劑，通過正浮選脫硅作業將P

【技術特征摘要】
1.一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)將低品位磷礦濕磨至粒度小于0.074mm占80％以上，得到濕磨礦漿；
(2)將步驟(1)所得濕磨礦漿加入浮選藥劑，通過正浮選脫硅作業將P2O5富集至24％以上，
得到浮選礦漿；
(3)將步驟(2)所得浮選礦漿通過壓濾將礦漿脫水至水含量小于10％，得到壓濾礦；
(4)將步驟(3)所得壓濾礦與一定粒度的硅石混合，得到造粒原料礦；
(5)將步驟(4)所得造粒原料礦與焦炭混合，得到燒結原料礦；
(6)將步驟(5)中的燒結原料礦在燒結爐中燒結，得到燒結礦；
(7)將步驟(6)中的燒結礦通過破碎機破碎至大于20mm的塊礦，得到燒結塊礦；
(8)將步驟(7)中燒結塊礦與硅石和焦炭混合后，送入黃磷電爐進行還原反應，生產用于熱法磷酸或有機磷生產的原料單質磷。


2.根據權利要求1所述的一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，其特征在于：所述步驟(1)中低品位磷礦濕磨至粒度小于0.074mm占98％以上，其中粒度小于0.038mm占70％左右。


3.根據權利要求1所述的一種低品位磷礦在熱法磷化工中的工藝應用方法，其特征在于：所述步驟(2)中浮選藥劑包括pH調整劑、捕收劑、抑制劑、輔助藥劑；其中，pH調整劑是碳酸鈉，用量控制在3～6kg/t；捕收劑是TG，用量控制在1.5～3kg/t；抑制劑是硅酸鈉，模數控制在3～4，用量控制在4～5.5kg/t；輔助藥劑包括脫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚遠，侯翠紅，王好斌，谷守玉，李松杰，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：河南;41