[发明专利]利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法

说明书

本发明提供一种利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法，该方法包括以下步骤：将磷尾矿进行水洗、煅烧去除有机物后，经酸浸泡溶解，再经活性炭处理后，加入碱性溶液B反应除杂，过滤，得到氯化钙和氯化镁溶液，然后，加入一定量的铝盐溶液搅拌混匀，再滴加碱性溶液C，进行共沉淀反应，随后，晶化，冷却，过滤，洗涤，干燥，即得到钙镁铝水滑石。本发明以磷矿浮选产生的高镁磷尾矿为原料，并采用工业盐酸酸解后，分离提纯，然后，采用共沉淀法制备出了晶相结构完整、晶粒均匀的钙镁铝水滑石，为磷尾矿的综合利用开辟了新途径，且大大提高了磷尾矿产品的附加值，解决了磷尾矿造成的环境污染，改善了生态环境，具有巨大经济、社会、环境效益。

技术领域

本发明涉及废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法。

背景技术

我国磷矿资源比较丰富，但高品位的磷矿资源储量较少，目前我国对于磷矿的开采主要是针对中低品位磷矿。磷尾矿是磷矿原矿在浮选富集过程中产生的固体废弃物，其主要成分为CaO、MgO和P₂O₅，其中白云石为主要的含钙镁物质，占87％左右。目前，我国磷矿采选企业对磷尾矿的处理均是进行建库堆存，没有进行有效的处理，长此以往，会存在尾矿库溃坝，水土流失等自然灾害。大量的尾矿堆存，还会造成有害物质的迁移严重危害周围环境，同时还会导致资源浪费。因此，对于磷尾矿的综合利用迫在眉睫，必须探究新的磷尾矿处理处置的新途径，避免直接堆存污染环境。

磷尾矿的综合利用主要是针对磷尾矿中剩余的有价值元素Ca、Mg、P的回收利用来进行的，目前已经进行了大量的研究。常用的磷尾矿综合利用的方法有萃取-反萃取法回收磷和镁、碳化法回收磷和镁、煅烧浸出法回收磷和镁、氨循环法回收钙镁等。这些方法共同点都是将磷尾矿中Ca、Mg、P的分离回收分别制备碳酸钙、碳酸镁、磷酸镁铵等化工中间或初级产品，这些方法各具特色，但工艺均较复杂，成本较高，而且均未能将磷尾矿中钙镁元素充分利用，使其无法实现工业化。

水滑石是具有层板结构的双金属或多金属氢氧化物。层板上半径相似的二价、三价金属离子以一定配比分布在层板上，三价取代原始二价金属离子的位置，造成层板呈正电，层间阴离子与层板上的正电荷抵消，使其呈中性。以多种不同种类但半径相似的二、三价金属阳离子一部分或全部取代标准镁铝水滑石主体层板上二、三价的位置，理论可制备三元、四元直至多元的水滑石层状材料。常见的二元、三元或四元水滑石材料有镁铝、镁铁、钙镁铝、钙镁铝铁水滑石等。水滑石优异的层转结构和组成使其具有许多特殊的性质，如层间阴离子可交换性、阻燃性、记忆效应等。利用这些性质，水滑石可用作水处理特殊材料、PVC等塑料制品热稳定性和阻燃性添加剂等。但回收利用磷尾矿中Ca、Mg制备水滑石的方法尚少见。

因此，回收利用磷尾矿中钙镁元素制备具有高附加值的水滑石材料，具有十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法，以解决现有磷尾矿资源化利用率低，且产品附加值低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法，包括以下步骤：

1)将经过水洗烘干后的磷尾矿煅烧，去除有机杂质后，与盐酸混合，进行酸解反应，待所述酸解反应结束后，过滤，然后，向过滤的滤液中加入活性炭，搅拌，过滤，得到酸解滤液A；

2)向所述酸解滤液A中加入碱性溶液B，调节所述酸解滤液A的pH至4～7，进行沉淀除杂反应，待所述沉淀除杂反应结束后，陈化，过滤，得到氯化钙和氯化镁溶液；

3)向所述氯化钙和氯化镁溶液中加入铝盐溶液后，加入碱性溶液C，调节混合溶液pH至9～12，进行共沉淀反应，待所述共沉淀反应结束后，晶化，冷却，过滤，洗涤，干燥，得到钙镁铝水滑石。