Способ обогащения магний-содержащего фосфатного сырья

Способ обогащения магний-содержащего фосфатного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОБОГА1ЦЕНИЯ МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ, включак11Ц11й обработку его серной кислотой с последующим выделением концентрата , о т л и. ч а ю w и и с я тем, что, с целью повышения выхода пятиокиси фосфора в концентрат, серную кислоту подают в три стадии со . скоростью на каждой стадии соответственно 7-21, 2-6 и 0,4-1,9 .ч. с градиентом рН на каждой стадии 0,4-0,5. 2.Способ поп. l,oтличaю щ и и с я тем, что серную кислоту подают до рН на третьей стадии 2,1-2,2. i 3.Способ по пп. 1 и 2, о. т л ичающийся тем, что используют 4-7%-ную серную кислоту при (Л норме 70-80% на окись магния.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 01 В 25/22

1., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3423128/23-26 (22).,09.04.82 (46) 07.12,83.: Бюл, Р 45 (72) Н,Н,Треущенко, Ò.Â,Лаврова, В.А.Беляков, В.И.Валовень, Т,А,Де" ментьева, М.И.Баскакова и Н.К.Шувалова (71 ) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промыаленности и Ленинградский op"" дейа Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им, Ленсовета (53) 661 ° 634.2 (088,8) (56) 1. Патент QilA N 3717702 кл, 25- 165, 1973, 2. Патейт ФРГ Р 2531519, кл. С 01 В 25/22, 1977.

ÄÄSUÄÄ 1058878 А (54)(57) 1, СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МАГНИЙ

СОДЕРЖАЩЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ, включающйй обработку его серной кислотой с последующим выделением концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода пятиокиси фосфора в концентрат, серную кислоту подают в три стадии со скоростью на каждой стадии соответственно 7-21, 2-6 и 0,4-1,9 м /т, ч. с градиентом рН на ка>хдой стадии

0,4-0 5. .2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что серную кислоту подают до рН на третьей стадии

2,1-2,2.

3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и- Я ч а ю шийся тем, что используют 4-7%-ную серную кислоту при норме 70-80% на окись магния.

1058878

Изобретение относится к обогащению природных магнийсодержащих фосфатов и переработке обогащенного сырья на фосфорную кислоту, а растворов обогащения на магнезию.

Существующие флотационные методы обогащения фосфатного сырья не учитывают особенности текстурно-структурного состава сырья и приводят к существенным потерям Р О5 (для фосфоритов Каратау 40-50%, для фосфоритов Кингисецпа — 5Ъ, для Ковдорского апатита 50-60%) .

Известен способ химического .обогащения фосфатного сырья путем о6ра» ботки последнего серной кислотой при

10-80 С, ЖгT=19-0,5 1 и рН 2,0-5,0 в течение 1-3 ч с последующей фильтрацией полученной суспензии и отделением концентрата,)1) .

Недостатками известного способа " является невысокая селективность процесса извлечения магния, составляющая 83-.95,5В, т.е. переход значительного количества PyOg в магний- содержащий раствор и, следовательно снижение его содержания в ббезмагненном фосфатном сырье; низкая интенсивность процесса (1-3 ч), отсутствие утилизации магнийсодержа« щего раствора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига-, емому результату к предлагаемому способу является способ обогащения магнийсодержащего фосфатного сырья, в котором фосфатное сырье размалывают и частицы фракции меньше 30ф отделяют на гидроциклоне, а частицы фракции размером больше

30р и меньше 50 (ц смешивают с водой в весовом отношении 1:5, обрабаты" вают серной кислотой до рН 3,5 с последующей фильтрацией суспензии и выделением концентрата (2) .

Однако процесс обогащения проводят с предварительным отделением мелкой фракции (менее 30fU) и если учесть,что обогащаемая фракция составляет не более 70% от всей массы фосфатного сырья, реальный выход пятиокиси фосфора в концентрат составит не более 70% от пятиокиси фосфора в исходном сырье, Цель изобретения - повышение вы" хода пятиокиси фосфора в концентрат. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения магнийсодержащего фосфатного сырья, включающему обработку его серной кислотой с последующим выделением концентрата, серную кислоту подают в три стадии со скоростью на каждой стадии соответственно

7-21, 2-6 и 0,4-1,9 м /т.ч. с градиентом рН на каждой стадии 0,4

0,5, при конечном рН обработки 2,1

2,2, концентрации серной кислоты

4-7%, норме кислоты 70-80% на окись магния фосфатной части, Предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода Р О в обогащенный концентрат до 99,5-99,8% °

5 Установлено, что трехстадийная подача серной кислоты является оптимальной для обогащения магнийсодержащего карбонатного сырья, обеспечивая полное разложение карбонат)p ной части к концу третьей стадии обработкИ, исключая при этом местные кислотные пересыр,ения (где рН может снижаться (2)l, которые наблюдаются при подаче всей серной кислоты в одну стадию.

Градиент рН для трехстадийного процесса составляет на каждой стадии 0,4-0,5 при конечном рН обра ботки равном.2,1-2;2. По мере разложения карбонатной части и умень20 щения степени извлечения K/0 в раствор обогащения требуются дополнительные количества кислоты для повышения активности водородных ионов, что и обеспечивается введением

25 новых.,порций кислоты на второй и третьей стадиях. Поскольку обработке подвергается сырье уже в значительной степени обогащенное с пористой структурой, создаются условия

30 для вскрытия фосфатной части. Чтобы предотвратить извлечение Р О в раствор обогащения, кислоту подают уменьшающимися порциями, уменьшая скорость подачи кислоты на каждой стадии, 35

Скорость подачи кислоты на первой стадии 7-21 м /т.ч,, на второй стадии 2-6 м /т.ч., на третьей стадии О, 4-1,9 м /т. ч, При этом на первую стадию подается 50-70% всей кислоты, на вторую 30-20%, на третью 20-10%.

Пример 1. 100 кг фосфорита месторождения Каратау состава

196Ъ Р Оу 343 ЩО, 30% но, 8%

45 COg смешивают с 220,7 кг оборотной воды и обрабатыВают серной кислотой в количестве 179,3 кг в течение 10 мин концентрации 7%, норма кислоты от стехиометрического количества на полный переход ,окиси магния в раствор 80В, температура 60 С, Ж:Т=4!1, градиент рН на каждой стадии 0,5, Причем 125,5 кг серной кислоты поступает íà 1 стадию при скорости подачи ее 21 м /т>

9 на вторую стадию 39,5 кг при скорости подачи 6 м /т,ч, на третью стадию - 17,9 кг при скорости ее подачи 1,0 м /т ч, При этом степень извлечения окиси магния сос60 тавляет 80Ъ, степень извлечения

PgOg- 0,93, выход Р О составляет

99,8%. Концентрат содержит 19,5%, PyOg, 0,683 окиси маГния, ЗОВ н.о.

3% двуокиси углерода, 9% трехокиси

65 серы. Пульпа в количестве 491 кг

1058878 поступает в классификатор, где происходит отделение 24 кг гипса и

12 кг н.о. от обогащенного концентрата. Обогащенный концентрат в количестве 97 кг следующего химического состава,Ъ,пятиокись фосфора 24,6, окись магния 0,68, н.о. 18, серы 0,9 направляется на экстракцию, где из него получают фосфорную кислоту. Фильтрат в коли.честве 380 кг с содержанием 2,58% окиси магния регенерируется известковым молоком. Осажденную гипсомагнезиальную смесь разделяют в гидроциклоне на 4,3 кг гидроокиси магния и 11,8 кг гипса. Очищенная вода используется в замкнутом оборотном цикле.

II р и м е р 2. 100 кг фосфори,та месторождения Каратау следующего состава.Ъ: Р205"20,4 MgO 3,6 н.о 25; СО 7,6 смешйвают с 157,8 кг оборотной воды и обрабатывают сер.ной кислотой в количестве 142,2 кг

:в три стадии в течение 15 мин при концентрации серной кислоты 5,5%. температуре 70ОС, Ж:7=3:1, норме серной кислоты от стехиометрически необходимого количества на полноеизвлечение Nf0 в раствор 75% с градиентом рН 0,45. На первую стадию поступает 99,5 кг серной кислоты, на вторую стадию - 28,4 кг, на третью стадию поступает 14,3 кг серной кислоты при скорости ее прдачи на каждой стадии 14,4 и 1,5 м /т -ч до рН последней стадни 2,15, При этом степень извлечения- М60 сос тавляет 75%,: степень извлечения

Р О - 0,7В. Выход P@Oq в концентрат составляет 99,65%. Концентрат содержит;%: Р20 20,2; окись магния 0,9, н,о. 25; двуокись углерода 2,5, трехокись серы 7. Пульпа в количестве 390 кг поступает в клас. сификатор, где происходит отделение 21 кг гипса и 11,6 кг нерастворимого остатка от обогащенного концентрата, Далее обогащенный концентрат в количестве 97 кг следую" щего химического состава,Ъ: 25,1 пятиокись фосфора 25,1; окись магния 0,7, н,о. 15 трехокись серы

0,4 направляют на экстракцию, где из него получают экстракционную фосфорную кислоту.

Фильтрат в количестве 280 кг с содержанием 2,4 кг ГфО регенерируют известковым молоком. Осажден5 ную гипсомагнезиальную смесь разделяют на гидроциклоне на, гидроокись магния в количестве .0,4 кг и гипс в количестве 9,9 кг,: Йейтралиэованная, очищенная вода используется в

)p качестве оборотной в замкнутом водооборотном цикле.

Пример 3. 100,кг фосфорита месторождения Каратау, содер. ащего,Ъ: P Og 20,7; М60 3,8, н,о..24, СО 7 смешивают с -200 кг оборотной воды и обрабатывают серной кислотой в количестве 100 кг в течение 20 мин в три стадии, концентрация серной кислоты 4Ъ, температура о

80.С, Ж:Т=З:1, норма серной кислоты 70Ъ на MQO. Иэ них на первую стадию поступает 70 кг, на вторую стадию 20 кг, на третью стадию 10 кг при скоростях подачи серной кисло.-. ты на каждой стадии соответственно

25 7: 2 и 0,4 M>/т ч, рН на последней стадии 2,2, При этом степень извлечения .МЯО составляет 70%, степень извлечения Р Од- 0,5%, выход Р О в концентрат 99,5%, Концентрат содер3р жит 206% P/ZOy 13 МфО), 06% Ь Оу

2,5% COg. Пульпа в колйчестве 385 кг поступает в классификатор, где происходит отделение 18 кг гипса и

9 кг нерастворимого остатка от обо35 гащенного концентрата. Обогащенный концентрат в количестве 93 KI следую-, щего химического состава,е: Р20В-25Р 8

Mg0 1, н,о. 14, Q O 0,2 направ. ляется -на экстракцию,фильтрат в количестве 276 кг с содержанием 2,2 кг

40 М О регенерируют известковым молоком, Осажденная гипсомагнезиальная смесь разделяется в гидроциклоне на МЯО - 3,8 кг и 7,7 кг гипса.Очиценная вода используется в замкну45 том оборотном цикле, I

В таблице представлены примеры ведения процесса обогащения в заявляемых пределах характеристик (примеры 1-3), а также при значениях, М выходящих за эти пределы (примеры

4-11) .

1058878

С«Ъ Я) 1. с

О tn

0Ъ CO

ССЪ

С0 Ч) IA

« с с

ОЪ Ch О\

ОЪ О\ Ch е о с с

OI С

0Ъ CO

« tD

0Ъ

1 .tA Ю

0Ъ СО

CO

0Ъ

О

СЧ

СЧ «1

С0

СЧ

«3 «-С

0Ъ 1» О с с о о

0Ъ О с с

О С0 о о о с ° с о ссъ о

СО Р» М

О Со с с

IA C0

С«Ъ СР

ОЪ IA с с

tA С С0

С0 3 !«

О с

«Ф

Ч> \Р с L

О СО

tA с3«

1аео

K сей, I VCtXD !

СЧ tD Гс ° с с

0Ъ О О Со

«-4 СЧ СЧ, «.

cn o с с

0Ъ Сс

«-1

С"Ъ «-11

С0 1 н

О с

Сс

IA С«Ъ с с Р tn н в«Ь а

Э !«

1 О

1с«

«Ф IA С У 0Ъ с с с с

О «-1 «-1 О «-1

Ch ССЪ

Ф! «1

0Ъ «Ф с с о

С«Ъ о

1 ЖСС ! (б

О2!

I 4 B 1

I О I

I 3 I ! НО! — -!

IO I !

OX!

1 а 1

OCC I—

IXOI

1С1Ж! . —.—

3«

Э

Ж Э Ж

1 ООа

Х М

ИЪ

«-С с

СЧ аА

СЧ Н СЧ W СЧ с с с

СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ сЧ о с

СЧ

tA «-С с с

СЧ СЧ!

I I

1«Е-,И

1 аха

I Гче

IA 1« с с о о

1 g ! zo а «л

О .а

Ж00 1 о ссъ о ссъ О an

CO 1 1 1 Сс

О ССЪ О

С0 Сс С о

tA с

t» ссъ с! CA tn

Ж

Э Ж ! ыуо

1 О а с1.ъ

К Е«ж —.-3

1

l

1 1 °

I 1

1 Э

I Е

1 g

1 а

I МЯ а

at!a 1

1 1

o ь!

И «IP CCI 1

I Х I I

@ 11! хж!

ЭЕ I I

1 ИW I 1 ее!о!! ВС:! Ву

I VmI K !

1 1

I I

I0 сЮ I

1

С0 сФ СЧ «Ф IA ° СЧ Ю I» «-1 СЧ «Р. 1

ССЪ

rl tD С«Ъ tA «Ф M IA «Ф IA с с с с °

О О О О О О О О b

О ссЪ О и О IA О IA О IA О

«"! «-С СЧ «-! СЧ СЧ СЧ «-1 С«Ъ С Ъ «-!

1058878, 8

i .. сырья на первой стадии, что создает условия для.вскрытия фосфатной. .части и уменьшает выход Р<Оу- в концентрат. Кроме того, увеличивается длительность процесса обогащения в

5 целом.

Увеличение скорости подачи кислоты на первой стадий (пример 7 ведет к возникновению местных кислотных

1пересыщеикй,"что способствует вскры10 тию: фосфатной части и уменьшению, выхода Р А . в концентрат.. Аналогично влияние уменьшения и увеличения скоростей .подачи кислоты на второй и третьей стадиях обработки на выход

)5,, РуО - в концентра».

Предлагаемый способ позволяет расширить фосфатную базу для зкстракциоиной переработки фосфоритов за счет вовлечения в переработку бедных фосфатных руд с низким со.держанием фосфора, Как видно из таблицы, ведение процесса обогащения в заявляемых пределах значений характеристик позволяет получить обогащенный кон,центраФ, .повысить выход РэО до 99,5-99 7% ° . Прц увели енин градиента рН (пример 4) создается воэможность появле ния местных кислотных пересьщений, что ведет к извлечению Р О в раст-, вор обогащения и снижению выхода

РаО .-в концентрат Уменыаение градиента рН (пример 5 приводит к неполному извлечению ИфР кэ сырья после третьей стадии оббгаащення и необходимости введения дополнительной стадии кислотной обработки, чтобы обеспечить необходимое значение конечного рН и,полное извлечение МуО,, Уменьшение скорости подачи щ сло: ты на.первой стадии (пример б)/ ведет к увеличению времени выдержки

Заказ 9692/18 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4, Составители T.Ëàâðîâà

Редактор Л.Авраменко Техред. И.йетелева КорректорС.Шекмар