矿提炼主要通过选矿富集,再经破碎、磨矿
矿的提炼是一个复杂且多步骤的过程,旨在从磷矿石中提取出磷元素,通常以磷酸盐或其他磷化合物的形式存在,这一过程涉及物理选矿、化学处理以及可能的精炼步骤,以下是磷矿提炼的一般流程和关键步骤:
磷矿开采与初步处理
-
开采:磷矿通常通过露天或地下开采方式获得,开采出的磷矿石含有不同比例的磷矿物(主要是磷酸钙,如磷灰石Ca5(PO4)3F或Ca5(PO4)3(OH,F)1),以及脉石矿物和其他杂质。
(图片来源网络,侵删) -
破碎与筛分:开采后的磷矿石首先经过破碎机破碎成较小颗粒,然后通过筛分去除大颗粒杂质,为后续选矿做准备。
物理选矿
-
重力选矿:利用磷矿物与脉石矿物密度差异,通过重介质选矿、跳汰选矿等方法分离出富含磷的精矿。
-
浮选:对于细粒嵌布或难以通过重力选矿分离的磷矿石,可采用浮选法,通过添加浮选药剂,使磷矿物表面性质改变,从而附着于气泡上浮至液面,实现与脉石的分离。
化学处理与提炼
-
酸解:将精选后的磷矿石与硫酸反应,生成磷酸和硫酸钙(石膏),这是磷肥生产中最常见的化学反应之一,也称为湿法磷酸生产,反应式大致为: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O → 3H3PO4 + 5CaSO4·2H2O + HF↑
(图片来源网络,侵删) -
净化与浓缩:生成的磷酸溶液中含有多种杂质,需通过过滤、沉淀、离子交换等方法进行净化,以提高磷酸的纯度,根据需要,还可进一步浓缩磷酸。
-
加工成产品:净化后的磷酸可用于生产各种磷肥(如过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵等)、工业磷酸盐(如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等)或高纯磷酸用于其他化工生产。
副产品处理与环保
-
石膏处理:酸解过程中产生的硫酸钙(石膏)是主要副产品,可作为建筑材料或进一步加工成石膏板等产品。
-
氟气回收:在酸解过程中释放的氟化氢气体需通过吸收塔回收,可制成氟硅酸钠等氟化合物,或用于其他工业用途,避免直接排放造成环境污染。
(图片来源网络,侵删) -
废水处理:生产过程中产生的废水需经过处理达标后排放,以保护环境。
归纳与展望
磷矿的提炼是一个涉及多学科、多技术的综合性过程,随着科技的进步和环保要求的提高,磷矿提炼技术也在不断发展,提高磷矿利用率、减少能源消耗、降低环境污染以及开发新型磷肥和磷酸盐产品将是磷矿提炼行业的主要发展方向。
| 步骤 | 描述 | 主要产物/副产品 |
|---|---|---|
| 开采与破碎 | 露天或地下开采,破碎筛分 | 磷矿石精矿 |
| 物理选矿 | 重力选矿、浮选 | 高品位磷精矿 |
| 酸解 | 磷精矿与硫酸反应 | 磷酸、硫酸钙(石膏) |
| 净化与浓缩 | 过滤、沉淀、离子交换 | 纯净磷酸 |
| 产品加工 | 根据需求加工成各类产品 | 磷肥、工业磷酸盐、高纯磷酸 |
| 副产品处理 | 石膏利用、氟气回收、废水处理 | 建筑材料、氟化合物、达标废水 |
FAQs
Q1: 磷矿提炼过程中产生的氟气如何处理? A1: 磷矿提炼过程中释放的氟化氢气体需通过专门的吸收塔进行回收处理,通常使用水或碱性溶液吸收,生成氟硅酸或氟化钠等化合物,这些化合物可进一步加工利用或作为商品出售,同时避免了直接排放对环境造成的污染。
Q2: 磷矿提炼后的石膏有哪些用途? A2: 磷矿提炼过程中产生的硫酸钙(石膏)是一种重要的副产品,具有广泛的用途,它可以作为建筑材料,如制造石膏板、石膏砌块等;也可以作为土壤改良剂,用于调节土壤酸碱度和提供钙元素;石膏还可以用于生产水泥缓凝剂、陶瓷模具等工业产品。
标签: 工艺流程