一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺及应用

摘要

本发明涉及磷复肥技术领域，公开了一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，包括利用硫酸作为磷矿净化剂脱镁，脱镁料浆进行过滤，得到固相物为净化磷矿，用于生产磷酸，滤液加入液氨中和，得到沉淀物，过滤后得到的固体物质为磷酸铵镁，滤液浓缩后得到结晶物为硫酸铵，最后制备复合肥。本发明工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决了酸解净化液难于处理的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及磷复肥技术领域，特别是涉及一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺及应用。

背景技术

中国磷矿品位较差。富矿磷矿石只有16亿吨，占磷矿石总量的9％，并主要分布在贵、鄂两省，其余的90%多均属中低品位磷矿。因此，中国大部分的磷矿必须经过选矿富集后才能满足磷酸和高浓度磷复肥生产的需求。在众多选矿工艺中，因浮选法适应性强、分选效率高、工艺简单等优点，得到了广泛的应用，成为最有效的选矿技术。但浮选工艺存在着一定的问题，产生大量的浮选尾矿，磷的回收率低，消耗大量水资源、污染环境、存在溃坝危险等。

中国磷矿的主要杂质且对湿法磷酸生产有较大影响的是镁，脱镁也成为磷矿选矿的重点，其次是钙，铁，铜等金属氧化物质。磷矿的形成过程中，会发生交代现象，即一些细小的白云石会镶嵌入磷灰石主体矿中，对这些白云石细小颗粒单单采用现在的物理选矿是很难将其分离的，需要采用化学脱镁方法。已往磷矿化学脱镁的方法有两类:热法和酸法。自上世纪七十年代以来，用酸性物质来脱镁的研究很多，但是效果不是很好，主要问题是:(1)磷损失大；(2)数据规律性差（3）净化分解液没有好的处理方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺及应用，该工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决了酸解净化液难于处理的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，其包括如下步骤：

1）将磷矿石加入到破碎机中进行破碎，经粗破碎后送至球磨机，磨至粒径为100目的矿粉，其中球磨机中添加助剂，所述助剂添加量为磷矿石质量的千分之一；

2）步骤1）所得矿粉经输送设备到净化反应器内，首先添加混合菌液，搅拌均匀，静置48小时，然后加入98%硫酸，100转/min搅拌反应12小时，然后送到过滤机，过滤得到固体物料和液体物料，固体物料为净化合格的磷矿，送到磷酸车间；所述混合菌液的添加量为矿粉质量的二十分之一；所述98%硫酸的添加量为矿粉质量的十分之一；

3）步骤2）所得液体物料进入中和反应器，同时通入液氨进行中和，反应充分后进入过滤机进行固液分离，其中，将固液分离得到的液体进行浓缩，然后浓缩液进行结晶，将晶体干燥得到物料1，结晶分离液备用；固液分离得到的固体输送到干燥机内进行烘干得到物料2；

4）将物料1，物料2，腐植酸钾，秸秆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3）所得结晶分离液混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机出口处设切粒机，将条形肥料进行切断，包装即得复合肥；

其中，物料1，物料2，腐植酸钾，秸秆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3）所得结晶分离液的质量比例为3：3：2：1：1：1：5。

所述助剂由滑石粉和煤油按照1：1的质量比混合搅拌均匀制得。

所述混合菌液由嗜酸氧化亚铁硫杆菌液和藤黄微球菌液按照2：1的体积比混合搅拌均匀即得。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决了酸解净化液难于处理的问题；本发明处理工艺全程无污染，没有浮选工艺的尾矿问题，具备较好的经济效益，并且环保节能；本发明选择合适的微生物种类以及配比，使得微生物之间较好的共生，它们之间具有较好的协同作用和优势互补，并且能够有效地能将金属元素浸提出来，获得可溶性的金属离子，减少了硫酸使用量，节省了成本；菌体蛋白被浓硫酸分解成氨基酸，可以螯合金属离子用于制备螯合氨基酸金属，大大提高了肥效，改善了土壤养分。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，其包括如下步骤：

1）将磷矿石加入到破碎机中进行破碎，经粗破碎后送至球磨机，磨至粒径为100目的矿粉，其中球磨机中添加助剂，所述助剂添加量为磷矿石质量的千分之一；

2）步骤1）所得矿粉经输送设备到净化反应器内，首先添加混合菌液，搅拌均匀，静置48小时，然后加入98%硫酸，100转/min搅拌反应12小时，然后送到过滤机，过滤得到固体物料和液体物料，固体物料为净化合格的磷矿，送到磷酸车间；混合菌液的添加量为矿粉质量的二十分之一；98%硫酸的添加量为矿粉质量的十分之一；

3）步骤2）所得液体物料进入中和反应器，同时通入液氨进行中和，反应充分后进入过滤机进行固液分离，其中，将固液分离得到的液体进行浓缩成原体积的三分之一，然后浓缩液进行结晶得到晶体和晶体分离液，将晶体干燥得到物料1（主要为硫酸铵成品，含有少量氨基酸螯合物，包括氨基酸螯合钙，氨基酸螯合铜等物质），结晶分离液（含有菌体蛋白，多糖，少量氨基酸螯合物）备用；固液分离得到的固体输送到干燥机内进行烘干得到物料2（主要成分为磷酸铵镁）；

4）将物料1，物料2，腐植酸钾，玉米秸秆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3）所得结晶分离液混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机出口处设切粒机，将条形肥料进行切断，包装即得复合肥；

其中，物料1，物料2，腐植酸钾，玉米秸秆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3）所得结晶分离液的质量比例为3：3：2：1：1：1：5。

所述助剂由滑石粉和煤油按照1：1的质量比混合搅拌均匀制得；

所述混合菌液由嗜酸氧化亚铁硫杆菌液和藤黄微球菌液按照2：1的体积比混合搅拌均匀制得；

所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillusferrooxidans）ATCC53993（可见文献AgenomicislandprovidesAcidithiobacillusferrooxidansATCC53993additionalcopperresistance:apossiblecompetitiveadvantage.ApplMicrobiolBiotechnol.2011）；所述藤黄微球菌为藤黄微球菌（Micrococcusluteus）ATCC49442（可见APPLIEDANDENVIRONMENTALMICROBIOLOGY1992，p.3423-3425）。

实施例2

实施例1制备的复合肥的肥效试验：

1.种植高粱的效肥实验：

对照组：复合肥：含有35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾；

试验组：实施例1制备的复合肥；

试验田的土质和种植条件完全相同，对照组和实验组面积均为10亩；施肥量均为50kg/亩；具体试验结果见表1：

表1

注：复合肥按照2.8元/kg计算，本发明有机肥按照2.3元/kg计算，高粱按照3.0元/kg。

2.种植红薯肥效实验：

设置两个处理试验田，面积均为10亩，为对照组和实验组。对照组采用复合肥（N16-P22-K7），实验组采用实施例1制备的复合肥；试验田的土质和种植条件完全相同，施肥量均为50kg/亩；实验组亩产量为2696Kg，对照组亩产量为2411Kg，亩均可增加创收百元以上。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。