专利名称：一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域，具体是一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法。
技术背景
由于我国的磷矿大多数为中低品位磷矿，一般需要通过化学浮选选矿并富集成商品磷精矿，与此同时在浮选选矿过程中产生大量的含磷、镁、钙的尾矿，一般将以重量百分比计=P2O5为2% 9%，MgO为16% 21%，CaO为28% 38%的尾矿称为高镁磷尾矿。长期以来，因为该尾矿含磷较低，通常被当作废弃物采用堆存方式进行处理，不仅占用宝贵的土地资源，企业还要付出昂贵的堆场建设和维护费用，环保压力也十分大。如何将该尾矿回收利用、变废为宝，成为磷化工行业的一个重要难题。
在中国专利数据库中涉及磷矿尾矿利用的申请件有例如200610018780. 8号《利用磷矿选矿后的含磷尾矿制取磷酸并副产建筑用砖的方法》、200810058958. 0号《利用磷矿浮选副产尾矿直接制备磷镁肥料的方法》、200910218353. 8号《一种利用磷矿浮选尾矿高炉法制备钙镁磷肥的方法》、200810124040. 1号《一种磷矿尾矿砂的综合处理方法》等等。这些方法虽各具特色，然而这些方法均没有涉及采用硅热还原法提取磷尾矿中的镁用于制备金属镁的技术。发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种以选矿废弃物高镁磷尾矿为原料，采用硅热还原法制备金属镁的新方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，包括以下步骤组成(1)将高镁磷尾矿在900 120(TC下煅烧成高镁磷尾矿煅白；(2)按质量百分比计取所述高镁磷尾矿煅白75% 86%、还原剂硅铁13% 20%和添加剂萤石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)将所述混合物料以5MPa 50MPa压力压制成球状或块状的球团料；(4)将所述球团料投入还原罐中，在温度1000 1200°C、压强1 141 下反应4 20 小时，使球团中的镁化合物与硅铁发生反应，反应生成的金属镁以镁蒸汽的形式存在，镁蒸汽在与还原罐相连接的冷凝器中冷凝后得到金属镁。
上述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其中所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有 P2O5 为 2% 10%，MgO 为 15% 21%，CaO 为 28% 40%。
上述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其中所述的还原剂硅铁的 Si ≥ 74%ο
上述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其中所述的添加剂萤石粉含 CaF2≥ 90%。
本发明采用高镁磷尾矿为原料制备金属镁，相对于现有技术，具有以下特点1、我国一般采用皮江法制备金属镁，使用的原料主要为白云石，本发明不使用白云石而采用工业废弃物高镁磷尾矿为主要原料，扩大了制备金属镁的原材料范围，填补了我国以高镁磷尾矿为原料热还原生产金属镁的空白。
2、原料廉价，高镁磷尾矿在磷矿企业一般被当作废弃物采用堆存方式进行处理， 不仅占用宝贵的土地资源，企业还要付出昂贵的堆场建设和维护费用。采用高镁磷尾矿为原料制备金属镁不仅原料高镁磷尾矿成本接近为零，并且为磷矿企业减少了废弃物排放， 变废为宝，意义重大。
3、采用高镁磷尾矿为原料制备金属镁，相比磷尾矿的其它处理技术，本发明较好的利用了该磷尾矿中的镁资源，提高了该镁资源的使用价值，避免了该磷尾矿中镁资源的低水平利用。
本发明采用高镁磷尾矿为原料制备金属镁，既解决了工业固体废弃物高镁磷尾矿的综合利用，又扩大了制备金属镁的原料范围。本发明用高镁磷尾矿制备金属镁，变废为宝，走出一条用工业废弃物开发出高附加值产品的新思路，这不仅符合循环经济、节能减排的相关政策要求，还具有很好的经济效益和环保效益，在我国磷化工行业具有很好的示范意义和推广价值。
具体实施方式
本发明的具体实施过程如下一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，它包括以下步骤(1)将高镁磷尾矿在900 120(TC下煅烧成高镁磷尾矿煅白；(2)按质量百分比计取所述高镁磷尾矿煅白75% 86%、还原剂硅铁13% 20%和添加剂萤石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)将所述混合物料以5MPa 50MPa压力压制成球状或块状的球团料；(4)将所述球团料投入还原罐中，在温度1000 1200°C、压强1 141 下反应4 20 小时，使球团中的镁化合物与硅铁发生反应，反应生成的金属镁以镁蒸汽的形式存在，镁蒸汽在与还原罐相连接的冷凝器中冷凝后得到金属镁。
所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有P2O5为H 10%，Mg0为15% 21%，CaO为28% 40%。 所述的还原剂硅铁的Si ^ 74%。所述的添加剂萤石粉含CaF2 ^ 90%。
为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本发明内容，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。
实施例1高镁磷尾矿化学成分:P2055. 83%、Mg019. 17%、Ca034. 47%将高镁磷尾矿在1100°C下煅烧成高镁磷尾矿煅白，按质量百分比计取高镁磷尾矿煅白 81%、品位为75%Si的还原剂硅铁16. 3%和品位为95% CaF2的萤石粉2. 7%，混合均勻后，在 20MI^压力下压制成球状的球团料，将球团料投入还原罐中，在温度1160°C、压强10 下进行还原反应12小时，从冷凝器中得到的冷凝物经分析确定为金属镁，其纯度大于90%，金属镁的收率大于85%。
实施例2高镁磷尾矿化学成分P2056. 00%、Mg018. 27%、Ca036. 80%将高镁磷尾矿在1150°C下煅烧成高镁磷尾矿煅白，按质量百分比计取高镁磷尾矿煅白 82%、品位为75%Si的还原剂硅铁15. 3%和品位为95% CaF2的萤石粉2. 7%，混合均勻后，在 25MI^压力下压制成球状的球团料，将球团料投入还原罐中，在温度1130°C、压强8 下进行还原反应10小时，从冷凝器中得到的冷凝物经分析确定为金属镁，其纯度大于91%，金属镁的收率大于82%。
实施例3高镁磷尾矿化学成分:P2056. 35%、Mg018. 60%、Ca037. 42%将高镁磷尾矿在1050 V下煅烧成高镁磷尾矿煅白，按质量百分比计取高镁磷尾矿煅白 82%、品位为75%Si的还原剂硅铁15. 5%和品位为95% CaF2的萤石粉2. 5%，混合均勻后，在 30MPa压力下压制成球状的球团料，将球团料投入还原罐中，在温度1110°C、压强12 下进行还原反应15小时，从冷凝器中得到的冷凝物经分析确定为金属镁，其纯度大于92%，金属镁的收率大于85%。
实施例4高镁磷尾矿化学成分:P2059. 85%、Mg015. 07%、Ca039. 86%将高镁磷尾矿在900°C下煅烧成高镁磷尾矿煅白，按质量百分比计取高镁磷尾矿煅白 85. 7%、品位为75%Si的还原剂硅铁13%和品位为98% CaF2的萤石粉1. 3%，混合均勻后，在压力下压制成球状的球团料，将球团料投入还原罐中，在温度1000°C、压强1 下进行还原反应20小时，从冷凝器中得到的冷凝物经分析确定为金属镁，其纯度大于90%，金属镁的收率大于70%。
实施例5高镁磷尾矿化学成分P2052· 14%、MgO2O. 91%,Ca028. 29%将高镁磷尾矿在1200°C下煅烧成高镁磷尾矿煅白，按质量百分比计取高镁磷尾矿煅白 75%、品位为74%Si的还原剂硅铁20%和品位为90% CaF2的萤石粉5%，混合均勻后，在50MPa 压力下压制成球状的球团料，将球团料投入还原罐中，在温度1200°C、压强14 下进行还原反应4小时，从冷凝器中得到的冷凝物经分析确定为金属镁，其纯度大于85%，金属镁的收率大于90%。
权利要求
1.一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其特征在于它包括以下步骤(1)将高镁磷尾矿在900 120(TC下煅烧成高镁磷尾矿煅白；(2)按质量百分比计取所述高镁磷尾矿煅白75% 86%、还原剂硅铁13% 20%和添加剂萤石粉1% 5%，混合均勻后得到混合物料；(3)将所述混合物料以5MPa 50MPa压力压制成球状或块状的球团料；(4)将所述球团料投入还原罐中，在温度1000 1200°C、压强1 141 下反应4 20 小时，使球团中的镁化合物与硅铁发生反应，反应生成的金属镁以镁蒸汽的形式存在，镁蒸汽在与还原罐相连接的冷凝器中冷凝后得到金属镁。
2.根据权利要求1所述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其特征在于所述的高镁磷尾矿为磷矿在选矿过程中获取高品位五氧化二磷的磷精矿后排放的含低品位五氧化二磷的矿物，含有P2O5为2% 10%，MgO为15% 21%，CaO为28% 40%。
3.根据权利要求1所述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其特征在于所述的还原剂硅铁的Si彡74%。
4.根据权利要求1所述一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，其特征在于所述的添加剂萤石粉含CaF2 ^ 90%。
全文摘要
本发明公开了一种以高镁磷尾矿为原料制备金属镁的方法，包括如下步骤(1)将高镁磷尾矿在900～1200℃下煅烧成高镁磷尾矿煅白；(2)将高镁磷尾矿煅白、硅铁和萤石粉按一定的质量百分比配料并混合均匀后得到混合物料；(3)将混合物料以一定压力压制球团料；(4)将球团料投入还原罐中，在一定温度压强下进行还原反应，反应生成的镁蒸汽冷凝收集后得到金属镁。本发明扩大了废弃物高镁磷尾矿的利用范围，较好地回收了其中的镁资源，避免了镁资源的浪费，具有很好的经济效益和环保效益。
文档编号C22B26/22GK102534254SQ201210085979
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者何浩明, 刘旭, 杨三可, 胡厚美, 胡宏 申请人:瓮福(集团)有限责任公司