一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺及应用
【技术领域】
[0002] 本发明涉及磷复肥技术领域，特别是涉及一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的 酸液的处理工艺及应用。
[0003]
【背景技术】
[0004] 中国磷矿品位较差。富矿磷矿石只有16亿吨，占磷矿石总量的9%，并主要分布在 贵、鄂两省，其余的90%多均属中低品位磷矿。因此，中国大部分的磷矿必须经过选矿富集 后才能满足磷酸和高浓度磷复肥生产的需求。在众多选矿工艺中，因浮选法适应性强、分选 效率高、工艺简单等优点，得到了广泛的应用，成为最有效的选矿技术。但浮选工艺存在着 一定的问题，产生大量的浮选尾矿，磷的回收率低，消耗大量水资源、污染环境、存在溃坝危 险等。
[0005] 中国磷矿的主要杂质且对湿法磷酸生产有较大影响的是镁，脱镁也成为磷矿选矿 的重点，其次是钙，铁，铜等金属氧化物质。磷矿的形成过程中，会发生交代现象，即一些细 小的白云石会镶嵌入磷灰石主体矿中，对这些白云石细小颗粒单单采用现在的物理选矿是 很难将其分离的，需要采用化学脱镁方法。已往磷矿化学脱镁的方法有两类：热法和酸 法。自上世纪七十年代以来，用酸性物质来脱镁的研究很多，但是效果不是很好，主要问题 是：（1)磷损失大；（2)数据规律性差（3)净化分解液没有好的处理方法。
[0006]
【发明内容】
[0007] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产 生的酸液的处理工艺及应用，该工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决 了酸解净化液难于处理的问题。
[0008] 本发明所采用的技术方案是： 一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，其包括如下步骤： 1) 将磷矿石加入到破碎机中进行破碎，经粗破碎后送至球磨机，磨至粒径为100目的 矿粉，其中球磨机中添加助剂，所述助剂添加量为磷矿石质量的千分之一； 2) 步骤1)所得矿粉经输送设备到净化反应器内，首先添加混合菌液，搅拌均匀，静置 48小时，然后加入98%硫酸，100转/min搅拌反应12小时，然后送到过滤机，过滤得到固体 物料和液体物料，固体物料为净化合格的磷矿，送到磷酸车间；所述混合菌液的添加量为矿 粉质量的二十分之一；所述98%硫酸的添加量为矿粉质量的十分之一； 3) 步骤2)所得液体物料进入中和反应器，同时通入液氨进行中和，反应充分后进入过 滤机进行固液分离，其中，将固液分离得到的液体进行浓缩，然后浓缩液进行结晶，将晶体 干燥得到物料1，结晶分离液备用；固液分离得到的固体输送到干燥机内进行烘干得到物 料2 ; 4)将物料1，物料2,腐植酸钾，秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3)所得结晶分离液混合 搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机出口处设切粒机，将条形肥料进行切断，包 装即得复合肥； 其中，物料1，物料2,腐植酸钾，秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3)所得结晶分离液的质 量比例为 3 :3 :2 :1 :1 :1 :5。
[0009] 所述助剂由滑石粉和煤油按照1 :1的质量比混合搅拌均匀制得。
[0010] 所述混合菌液由嗜酸氧化亚铁硫杆菌液和藤黄微球菌液按照2 :1的体积比混合 搅拌均匀即得。
[0011] 本发明取得的有益效果主要包括： 本发明工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决了酸解净化液难于处 理的问题；本发明处理工艺全程无污染，没有浮选工艺的尾矿问题，具备较好的经济效益， 并且环保节能；本发明选择合适的微生物种类以及配比，使得微生物之间较好的共生，它们 之间具有较好的协同作用和优势互补，并且能够有效地能将金属元素浸提出来，获得可溶 性的金属离子，减少了硫酸使用量，节省了成本；菌体蛋白被浓硫酸分解成氨基酸，可以螯 合金属离子用于制备螯合氨基酸金属，大大提高了肥效，改善了土壤养分。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具 体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0014] 实施例1 一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，其包括如下步骤： 1) 将磷矿石加入到破碎机中进行破碎，经粗破碎后送至球磨机，磨至粒径为100目的 矿粉，其中球磨机中添加助剂，所述助剂添加量为磷矿石质量的千分之一； 2) 步骤1)所得矿粉经输送设备到净化反应器内，首先添加混合菌液，搅拌均匀，静置 48小时，然后加入98%硫酸，100转/min搅拌反应12小时，然后送到过滤机，过滤得到固体 物料和液体物料，固体物料为净化合格的磷矿，送到磷酸车间；混合菌液的添加量为矿粉质 量的二十分之一；98%硫酸的添加量为矿粉质量的十分之一； 3) 步骤2)所得液体物料进入中和反应器，同时通入液氨进行中和，反应充分后进入过 滤机进行固液分离，其中，将固液分离得到的液体进行浓缩成原体积的三分之一，然后浓缩 液进行结晶得到晶体和晶体分离液，将晶体干燥得到物料1 (主要为硫酸铵成品，含有少量 氨基酸螯合物，包括氨基酸螯合钙，氨基酸螯合铜等物质），结晶分离液(含有菌体蛋白，多 糖，少量氨基酸螯合物)备用；固液分离得到的固体输送到干燥机内进行烘干得到物料2 (主 要成分为磷酸铵镁）； 4)将物料1，物料2,腐植酸钾，玉米秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3)所得结晶分离 液混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机出口处设切粒机，将条形肥料进行切 断，包装即得复合肥； 其中，物料1，物料2，腐植酸钾，玉米秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3 )所得结晶分离液 的质量比例为3 :3 :2 :1 :1 :1 :5。
[0015] 所述助剂由滑石粉和煤油按照1 :1的质量比混合搅拌均匀制得； 所述混合菌液由嗜酸氧化亚铁硫杆菌液和藤黄微球菌液按照2 :1的体积比混合搅拌 均匀制得； 所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans) ATCC 53993 (可见文南犬 A genomic island provides Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 53993 additional copper resistance: a possible competitive advantage. Appl Microbiol Biotechnol. 2011);所述藤黄微球菌为藤黄微球菌 (Micrococcus luteus)ATCC 49442(可见APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICR0BI0L0GY1992， p. 3423-3425)。
[0016] 实施例2 实施例1制备的复合肥的肥效试验： 1.种植高粱的效肥实验： 对照组：复合肥：含有35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾； 试验组：实施例1制备的复合肥； 试验田的土质和种植条件完全相同，对照组和实验组面积均为10亩；施肥量均为 50kg/亩；具体试验结果见表1: 表1
注：复合肥按照2. 8元/kg计算，本发明有机肥按照2. 3元/kg计算，高粱按照3. 0元 /kg〇
[0017] 2?种植红薯肥效实验： 设置两个处理试验田，面积均为10亩，为对照组和实验组。对照组采用复合肥 (N16-P22-K7)，实验组采用实施例1制备的复合肥；试验田的土质和种植条件完全相同，施 肥量均为50kg/亩；实验组亩产量为2696Kg，对照组亩产量为241 lKg，亩均可增加创收百元 以上。
[0018] 虽然，上文中已经用一般性说明及【具体实施方式】对本案作了详尽的说明，但在本发明 基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不 偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，其特征在于，所述工艺包 括如下步骤： 1) 将磷矿石加入到破碎机中进行破碎，经粗破碎后送至球磨机，磨至粒径为100目的 矿粉，其中球磨机中添加助剂，所述助剂添加量为磷矿石质量的千分之一； 2) 步骤1)所得矿粉输送到净化反应器内，首先添加混合菌液，搅拌均匀，静置48小时， 然后加入98%硫酸，100转/min搅拌反应12小时，再送到过滤机，过滤得到固体物料和液 体物料，固体物料为净化合格的磷矿，送到磷酸车间；所述混合菌液的添加量为矿粉质量的 二十分之一；所述98%硫酸的添加量为矿粉质量的十分之一； 3) 步骤2)所得液体物料进入中和反应器，同时通入液氨进行中和，反应充分后进入过 滤机进行固液分离，其中，将固液分离得到的液体进行浓缩，然后进行结晶，将晶体干燥得 到物料1，结晶过程所得的结晶分离液备用；上述固液分离得到的固体输送到干燥机内进 行烘干得到物料2 ; 4) 将物料1，物料2,腐植酸钾，秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3)所得结晶分离液混合 搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机出口处设切粒机，将肥料进行切断，包装即 得复合肥；其中，物料1，物料2，腐植酸钾，秸杆粉，草炭，贝壳粉以及步骤3 )所得结晶分离 液的质量比例为3 :3 :2 :1 :1 :1 :5。2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述助剂由滑石粉和煤油按照1 :1的质 量比混合搅拌均匀制得。3. 根据权利要求1-2所述的工艺，其特征在于，所述混合菌液由嗜酸氧化亚铁硫杆菌 液和藤黄微球菌液按照2 :1的体积比混合搅拌均匀制得。
【专利摘要】本发明涉及磷复肥技术领域，公开了一种磷矿酸法选矿及选矿过程中产生的酸液的处理工艺，包括利用硫酸作为磷矿净化剂脱镁，脱镁料浆进行过滤，得到固相物为净化磷矿，用于生产磷酸，滤液加入液氨中和，得到沉淀物，过滤后得到的固体物质为磷酸铵镁，滤液浓缩后得到结晶物为硫酸铵，最后制备复合肥。本发明工艺能够有效地去除磷矿中的镁等金属氧化物，并且解决了酸解净化液难于处理的问题。
【IPC分类】C05G1/00
【公开号】CN105152716
【申请号】CN201510554994
【发明人】李秉政, 张儒全, 瓦吉姆, 尼古拉, 刘卫平
【申请人】山东红日阿康化工股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月5日