[发明专利]一种磷矿伴生氟镁资源综合利用制备氟化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种磷矿伴生氟镁资源综合利用制备氟化镁的方法。

背景技术

氟元素和镁元素是磷矿的主要杂质，通过适当的工艺路线能将其转化为磷矿重要的伴生资源而善加利用。

湿法磷酸生产磷酸二铵要求磷矿的镁含量必须低于1%，磷酸二铵的养分才能达到相关标准的要求。而许多磷矿中镁的含量高于2%，甚至达到4%，那么使用这种高镁磷矿生产磷酸二铵时，就必须对磷矿进行预加工以降低镁的含量。目前存在两种磷矿脱镁的方法，一是浮选脱镁法，二是化学脱镁法。其中化学脱镁法能得到脱镁清液，主要成分是SO₄^2-、Mg²⁺、PO₄^3-、NH₄⁺、Fe³⁺/Fe²⁺，Al³⁺等，可以利用。目前对磷矿伴生镁资源的利用尚未引起行业的重视，是目前磷矿加工企业的短板。

湿法磷酸加工过程中，磷矿伴生的氟资源通常以氟硅酸的形式呈现。大多数磷化工企业主要是利用氟硅酸生产氟硅酸钠，生产氟硅酸钠属于比较粗糙的利用磷矿中氟资源，而且氟硅酸钠属于低价值的产品，如何将所含氟元素转化为经济价值较高的氟产品，使企业的氟硅酸利用提高到一个新的水平，并增加产值和利润。

将磷矿伴生的氟、镁结合生产氟化镁是重要的出路之一。氟化镁是一种重要的化工原料，可用作光学透镜镀膜，光学器材镀上一层氟化镁膜层，可以减少镜头界面对射入光线的反射，减少光晕，提高成像质量。另外氟化镁还应用在陶瓷、电子工业，用于制造陶瓷、玻璃，还可用作冶金镁金属的助熔剂、阴极射线屏的荧光材料、焊剂等。

目前，徐金尧等在《氟化镁的制备方法》论文中介绍了氟化镁主要的生产方法有四种：（1）碳酸镁法，以菱镁矿和氢氟酸为原料。该法缺点在于：①原料杂质很难除净，不易得到高纯度的氟化镁；②制得的氟化镁粒径小，不易过滤、洗涤；③需要排放较多的废渣和废液，造成环境污染。（2）硫酸镁（硝酸镁）法，以硫酸镁（硝酸镁）、二氧化碳、氢氟酸为原料。其缺点在于①工艺流程长，工艺复杂；②原料消耗多、成本高，只能用于制取纯度较高的少量产品，应用受限。（3）氧化镁法，以氧化镁和氢氟酸为原料。该法缺点在于，①工艺对设备要求较高；②采用成品或半成品氧化镁为原料，成本昂贵。（4）氯化镁-氨-氢氟酸法，该法是对氧化镁法的简化，采用氨水的碱性环境生成氢氧化镁浆料，简化了工艺流程，提高经济效益。其缺点在于①该种方法工艺繁杂，制备氢氧化镁料浆的时候，不易控制沉淀物料的配比和沉淀物粒径的大小；②工艺过程中需要多次过滤洗涤，会产生大量的工业废水，废水处理投资高。

上述四种方法共同点在于，①原料价格高，镁源是菱镁矿或成品镁产品，氟源是价格非常昂贵的氢氟酸，故造成氟化镁生产成本高；②因为使用腐蚀性相当强的氢氟酸，对设备的材质要求高，投资高；③使用氢氟酸为原料，生产危险性很大，预防难度大；④生产系统独立，均会产生含氟废水，需专门建立污水处理设施，投资高。

通过开发新的工艺技术，合理提取和配置磷矿伴生的氟、镁资源，可以生产出满足市场需要的氟化镁产品，具有巨大的成本优势。

发明内容

本发明的目的在于提供高效利用磷矿伴生氟镁资源制备氟化镁的方案，充分利用磷矿的伴生资源优势，实现资源的综合利用，提高相关生产企业的经济效益。

本发明所述的一种磷矿伴生氟镁资源综合利用制备氟化镁的方法，其工艺步骤为：a）将液氨通入到磷矿脱镁车间生产的脱镁清液中，搅拌反应完毕后，经过滤分离得到除杂清液和滤饼，将滤饼进行洗涤、干燥后送往复合肥车间；b）向磷酸车间副产氟硅酸中通入氨气，搅拌反应后，过滤分离得到硅胶和氟化铵溶液；c）将硅胶洗涤、干燥后得到白炭黑，滤液与氟化铵溶液合并；d）向除杂清液中加入合并后的氟化铵溶液，进行搅拌、过滤分离后得到硫酸铵溶液和滤饼，硫酸铵溶液去往磷矿分解槽；e）将滤饼洗涤、干燥后得到氟化镁产品。

步骤a中的反应温度为20-40℃，反应时间为0.5-2 h，终点pH值为8.5-9.6。

步骤b中的反应温度为30-60℃，氟硅酸和氨的反应摩尔比为1:6-1:6.1，反应时间为0.5-2 h。

步骤d中的反应温度为50-70℃，反应时间为0.5-2 h，氟化铵和溶液中硫酸镁的摩尔比为1:1-1.05:1。

步骤e中的干燥温度为120-300℃。

本发明与已有的生产方法相比，具有以下优点：