一种磷尾矿富集并联产高纯度轻质碳酸钙和氢氧化镁的新技术

2019-12-26

无机盐工业 2019年3期

成果简介

中国磷矿贮量居世界第二位，但80%的贮量是中低品位磷矿，其中多为难选的中低品位胶磷矿。随着磷矿资源的大量开采，尤其是弃贫采富开采方法的普遍使用，使得P2O5质量分数在30%以上的富矿迅速枯竭。目前，要实现磷矿资源的综合利用和中国磷化工产业的可持续发展，攻克中低品位胶磷矿前处理技术和磷尾矿再利用技术势在必行。

湖南化工职业技术学院颜鑫教授课题组以高镁磷尾矿为原料，以净化后的石灰窑窑气为碳化气，以纳米碳酸钙中试装置为平台，利用20 a的纳米碳酸钙生产技术积累，独辟蹊径地通过煅烧反应、梯级浸取、复合碳化反应、氨化反应等系列化学反应和过滤、干燥等多步物理步骤，将高镁磷尾矿中含有的大量碳酸钙和碳酸镁分别以高纯度轻质碳酸钙和氢氧化镁的形式分离出来，同时得到磷精矿粉等3个具有工业利用价值的产品。目前，该技术已经申请发明专利（201811171049.8）。

应用说明

轻质碳酸钙应用非常广泛，高纯度轻质碳酸钙可用于食品工业；高纯度氢氧化镁可用于阻燃剂；剩余残渣是五氧化二磷质量分数可达30%以上的磷精矿粉，广泛应用于磷肥、磷酸工业。采用该技术使磷尾矿分离成为轻质碳酸钙、氢氧化镁和磷精矿粉等3个有用的产品，实现了变废为宝、三废零排放的目标，将产生良好的经济效益。

效益分析

一种高镁磷尾矿富集并联产高纯度轻质碳酸钙和氢氧化镁的新技术，一举解决了磷尾矿库危害环境、侵占土地等问题，制得了附加值较高的轻质碳酸钙、氢氧化镁和磷精矿，实现了以废治废、变废为资源和三废零排放的循环经济目标，具有良好的环境效益和社会效益。

以年消纳100万t高镁磷尾矿粉（干基）为例，可生产44万t高纯度轻质碳酸钙、20万t氢氧化镁，同时得到磷精矿粉35万t。氢氧化镁和高纯度轻质碳酸钙市场售价都在2 000元/t左右，P2O5质量分数为30%左右的磷精矿粉市场售价为1 000元/t，三者年产值合计达到16.3亿元。装置总投资约为2亿元，利润可达3.26亿元，满负荷生产1 a可收回全部投资。该工艺浸取溶液可以循环利用，原料主要是磷尾矿和CO2，原料成本几乎为零，主要成本是少量氯化铵、添加剂、水、电、燃料、设备折旧和人工工资等，经济效益十分明显。