磷矿综合利用研究

摘要：

自然界中部分磷矿床,尤其是氟磷灰石矿床伴生大量稀土.贵州织金新华含稀土磷矿床就是非常具有工业价值的集磷矿产与稀土矿产于一体的超大型综合矿床.由于稀土离子与钙离子性质很相近,稀土主要以类质同象方式赋存于磷酸盐矿物中,因此分选富集磷矿时,稀土也富集到磷精矿中,具有很大的回收价值.为此针对贵州织金含稀土磷矿开发利用的需要,用织金磷矿浮选精矿为原料,模拟传统的二水法工艺制磷酸过程,并研究改善稀土溶解性能的方法,回收稀土元素及磷元素.同时利用碳铵分解湿法磷酸生产过程中产生的磷石膏制硫酸铵,从磷石膏中回收稀土元素和硫元素.试验研究表明,采用传统的二水法工艺制磷酸,稀土溶解进入磷酸溶液的比例只有 42.20%～52.26%,其余沉淀在磷石膏中,这取决于硫酸分解磷矿的工艺条件.在硫酸过量系数 1.25、反应温度 75℃、液固比 3:1、反应时间 4h的较优工艺条件下,稀土和P2O5在磷酸中的浸出率都相对较好,分别为52.26%和96.85%,但稀土在磷酸溶液中的浸出率较低.试验发现,用硫酸分解织金磷矿,稀土浸出率较低的原因,除了稀土容易通过共晶吸附或生成难溶硫酸复盐沉淀等形式进入磷石膏外,有大约30%的稀土包裹在难溶硅酸盐等矿物中也是一个至关重要的因素.这部分稀土只有通过磨矿的方式,破坏难溶矿物的晶体结构,增大稀土与浸出剂的接触几率,才能改善其溶解性能.在不改变湿法磷酸流程的前提下,通过将磷精矿磨细,辅以提高酸解系统的磷酸浓度,结合添加少量的 DHO 还原剂浸取稀土,可以将磷酸中稀土的浸出率提高到73.17%.针对传统二水法工艺制磷酸产生的磷石膏,用碳铵分解磷石膏制硫酸铵试验,并考查分解磷石膏的工艺条件对稀土浸出率的影响.结果表明,虽然用碳铵可使磷石膏中 98.28%的 SO2- 4 转化进入硫酸铵溶液中,但稀土在硫酸铵溶液中的浸出率只有大约40%左右,这主要取于物料比”n(CO2- 3 )/n(SO2- 4 )”,其它工艺条件对稀土浸出率的影响较小.同样,对磷石膏中包裹在难溶硅酸盐等矿物中的稀土,即使用硝酸和盐酸之类的强酸,也不能使其溶解,只有在磨矿破坏难溶矿物的晶体结构后才能使稀土的浸出率提高到81.14%.

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在线出版日期：2019-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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