[发明专利]低品位磷矿盐酸循环酸解清洁生产磷酸盐和磷酸

说明书

本发明是一种循环使用盐酸直接就近酸解低品位磷矿制酸氟盐、磷酸盐和磷酸，而又不排出三废的清洁生产方法。

磷矿是磷化工产业的重要原料，也是不可再生的矿产资源，由于P₂O₅含量高于25％的矿愈来愈少，而储量较大的含量15％以下的低品位磷矿，目前是先采用选矿富集P₂O₅后再用硫酸进行酸解，不仅产生大量难于利用的含杂质的磷石膏，而且酸解液中的F、Fe、Al等作为杂质混入磷酸液中，使酸解液仅能直接用于制备化肥，要获得工业级或饲料级磷酸盐或工业磷酸，还必须对磷酸液进行净化除杂处理，不仅难度大，净化成本高，而且生产过程中产生的氟、硫酸钙(磷石膏)等三废对环保造成巨大压力，随着硫资源的短缺，用盐酸法酸解磷矿愈来愈受到重视，对低品位磷矿浸取和盐酸法处理磷矿的新发明技术已很多，如专利CN1218003A提出了一种低品位磷矿粉浸取磷酸盐的工艺，但仍必须用硫酸浸取，专利CN1118331A提出了一种盐酸或硝酸循环法分解磷矿粉的方法，但此法中用硫酸分离回收磷酸中的盐酸，在实际中难于实现酸与酸的分离，达不利盐酸循环的目的；专利CN1285312A提出一种盐酸法制取饲料磷酸钙和副产碳酸钙及氯化铵的新方法，但此法不能实现盐酸和氨的循环使用，也未达到深度综合利用磷矿中有益元素的水平，专利1962921A提出备优质磷酸盐和磷酸的新方法，但仍未达到酸解磷矿的酸循环使用及低成本制备优质磷酸盐和磷酸的目的。

本发明的目的在于克服以上技术的缺陷，提出一种完全意义上的磷化工清洁生产的方法。

本发明的内容如下：

1、在常温下，用浓度10-30％的盐酸，在矿山就近采用滴灌浸取法、或堆矿淋浸法、或反应槽浸取法对P₂O₅含量在5％以上的磷矿进行酸解，在浸出时添加微量硫化物，添加量以磷矿的万分之一计，浸取时间槽浸为0.5～1小时，滴灌或堆浸为一周至数月，分离固液后获得酸不溶硅质磷渣及含微量重金属的固体和富含P₂O₅、F、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO的酸液；

2、对1步骤的酸解液中加入NaCl或Na₂CO₃和SiO₂，加入量各为磷矿0.5～1％，在常温下搅拌0.5-1小时，再加入氨或碳铵调节PH至0.5-1，分离出酸液中的含氟化合物；

3、对2步骤的酸介液中在常温下搅拌过程中加入氨或碳铵调节PH至1.5-2，搅拌0.5-1小时，分离出酸介液中的磷酸铁盐、铝盐及氟盐；

4、对3步聚的酸介液中在常温搅拌下再加入氨或碳铵调节PH至5-6，分离出饲料级磷酸钙盐，并将中和液NH₄Cl与磷酸钙进行分离，磷酸钙进行干燥成为产品或再作为制备磷酸或磷酸盐的原料；

5、对4步骤的中和液NH₄Cl液体直接返回装有循环使用的硫酸氢铵反应釜中进行热分解反应，硫酸氢铵的加入量与NH₄Cl的加入量为重量比2～2.5∶1，加热反应从50℃开始有HCl逸出，冷凝吸收为盐酸，至99℃时HCl    逸出  凝为浓度25-30％盐酸，盐酸用于返回步骤1酸介磷矿，控制反应釜升温至105℃左右溶液沸腾有氨气放出，用水吸收为氨水，升温达到120℃时氨气排完，吸收的氨水返回用于步骤2、3、4对酸介液进行中和调节PH；

6、将步骤4获得的磷酸钙与硫酸在80～90℃下反应6-8小时，分离获得白度95度以上，直径2-3μm，长度100-150μm白色晶须石膏，分离石膏后的稀磷酸进行浓缩脱F处理后可获得工业磷酸

7、将步骤6获得的工业磷酸与步骤4获得的磷酸钙按重量比5～10∶1投入反应釜加热控制温度为50～110℃，控制PH在1以下，搅拌0.5～1.5小时，制取为磷酸二氢钙的溶液，冷却至室温时，溶液中磷酸二氢钙结晶折出，分离结晶磷酸二氢钙可达到食品级产品或用于制备食品磷酸，分离后的母液经过除杂处理后返回步骤7用于酸介磷酸钙；

8、将步骤7获得的食品级磷酸二氢钙与食品级硫酸反应，条件是在70-80℃下反应1～2小时，分离液体固体分别制备获得食品级磷酸和食品级硫酸钙。