Способ обогащения магний-содержащего фосфатного сырья Советский патент 1983 года по МПК C01B25/22 

ел

00 00

vl

00

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 PjOg (для фосфоритов Каратау 40-50%, дпя фосфоритов Кингисегу1а - 25%, для Ковдорскогр апатита 50-60%).

Известен способ химического обо1 ащения фосфатного сырья путем обработки последнего серной кислотой при 10-80°С, ,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 83г-95, 5%, т.е. переход значительного количества в магнийсодержащий раствор и следовательно снижение его содержания в ббезмагне.нном фосфатном СЕлрье-, низкая интенсивность процесса (l-3 ч), отсутствие утилизации магнийсодержащего раствора,

Наиболее близким к прддпагаемому по технической сущности и Дбстига-j емому результату к предлагаемому : способу является способ обогащени магииисодержащего фосфатного сырья f в котором фосфатное сырье размалывают и частицы-фракции меньше 30 (Ц отделяют на гидроциклоне, а частицы фракции, размером больше 30 (U и меньше 50 1| смешивают с водой в весовом отношении 1:5, обрабатывают серной кислотой до рН 3,5 с последующей фильтрацией суспензии и выделением концентрата 2 ,

Однако процесс обогащения проводят с предварительным отделением Мелкой .фракции (Менее 30fli) , и если учесть,что обогащаемая фракция соетавляет не более 70% от всей массы фосфатного сырья, реальный выход пятиокиси фосфора в концентрат составит Не более 70% от пятиокиси фосфора в исход-ном сырье.

Цель изобретения - повышение выхода пятиокиси фосфора в концентрат,

. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения магнийсодержащего фосфатного сырья, включающему обработку его серной кислотой с последующим вьвделением концентрата, серную кислоту подают в три стадии со скоростью на каждой стадии соответственно 7-21, 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 в обогащенный концентрат до 99,5-99,8%. Установлено, что трехстадийная подача серной кислоты является оптимальной дпя обогащения магнийсодержащего карбонатного сырья, обес. печивая полное разложение карбонат0 ной части к концу третьей стадии обработки, исключая при это местные киаютные пересыр.ения (где рН может снижаться , которые наблюдаются при подаче всей серной ки,слоты 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 уменьшения степени извлечения в раствор обогащения требуются допол нительные количества кислоты для Повышения активности водородных : ионов, что и обеспечивается введением

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

0 для вскрыти я фосфатной части. Чтобы предотвратить извлечение Р Од в раст вор обогащения, кислоту подают уменьшающимися порциями, уменьшая скорость/ подачи кислоты на каждой стадии,

. . - .

Скорость подачи кислоты на цервой стадии 7-21 .ч, на второй ста дии 2-6 м/т.ч., на третьей стадии 0,4-1,9 .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 19,6% PjOj 3,4% , 30% н.о, 8%

5 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 стехиометрическо0 го количества на полный переход ,окиси магния в раствор 80%, температура , , градиент рН на каждой стадии 0,5, Причем 125,5кг серной кислоты поступает на 1 стае дню при скорости подачи ее 21 на вторую стадию 39,5 кг при скорости подачи 6 , на третью стадию -17,9 кг.при скорости её подачи 1,0 муТЧ, При этом степень извлечения окиси магния составлкет 80%, степень извлечения PlOy- 0,9%, выход PgO составляет 99,8%, Концентрат содержит 19,.5%. PjO, 0,68% окиси , 30% н.о, 3% двуокиси углерода, 9% трехокиси

5 серы. Пульпа в количестве 491 кг

поступает в классификатор, где происходит отделение 24 кг гипса и 12 кг н,о. от обогаменного концентрата. Обогащенный концентрат в количестве 97 кг следующего химического состава,%Jпятиокись фосфора 24,6, окись магния 0,68, н.о. 18, серы 0,9 направляется на экстракцию, где из него получают фосфорную кислоту. Фильтрат в количестве 380 кг с содержанием 2,58% окиси магния регенерируется известковым молоком. Осахсденную гипсомагНезиальную смесь разделяют в гидроцйклоне на 4,3 кг гидроокиси магния и 11,8 кг гипса. Очищенная вода используется в замкнутом оборотном цикле.

Пример 2, 100 кг фосфорита месторождения Каратау следующег соста;ва.%: 20,4-; 3,,6; н.о 25; СО(г7,б смешиваю с 157,8 к оборотной воды и обрабатывают серной кислотой в количестве 142,2 кг в три стадии в течение 15 мин при концентрации серной кислоты 5,5%. температуре 70°С, , норме серной кислоты от стехиометрически необходимого количества на полное извлечение MgO в раствор 75% с грдиентом рН 0,45, Е1а первую стадию поступает 99,5 кг серной кислоты, ;на вторую стадию - 28,4 кг, на : стадию поступает 14,3 кг серной кислоты при скорости ее прдчи на каждой Стадии 14,4 и 1,5м7т до Н последней стадии 2,15, При этом степень извлечения- сос тавляет 75%; степень извлечения PjOg-- 0,7%, Выход PgOf-в концентрат составляет 99,65%. Концентрат содержит;%: Р2О5 20,2, окись магния 0,9, и,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 следующего химического состава.%: 25,1 пятиокись фосфора 25,1/ окись магния 0,7, н.о, 15 j трехокись серы 0,4 направляют на экстракцию, где

из него получает экстракционную фосфорную кислоту,

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

0 качестве оборотной в зармкнутом водооборотном цикле. ;

П р и м е р 3, 100.кг фосфорита месторождения Кардгау., содерл,ащего,%: PgOs 20,7; 3,8J

с , 24 СО 7 cмeшив a.ют с 200 кг оборотной воды и обрабатывают серной кислотой в количестве 100 кг в течение 20 мин в три стадии, концентрация серной кислоты 4%, температура , , Норма серной кисло0ты 70% на , Из 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

5 7:2 и 0,4 , рН напоследней стадии 2,2, При З.ТОМ степень извлечения MffO составляет 70%, степень извлечения PgOgr 0,5%, выход в концентрат 99,5%, Концентрат содер0 :жит 20,6% Д% МйО,. 0,6%.- SOj 2,5% СО. Пульпа в количестве 385 кг поступает в классификатор, где происходит отделение 18 кг гипса и 9 кг нерастворимого остатка от обо5 i гащенного концентрата. Обогащенный

концентрат в количестве 93 кг следую- , щего химического состава,%: р.Ог-25,&; MgO 1, н,о, 14, SOj 0,2 направ; ляется-на экстракцию,фильтрат в количестве 276 кг с содержанием 2,2 кг

0 регенерируют известковым молоком. Осажденная гипсомагнезиальная смесь разделяется в гидроци1слоне на М - 3,8 кг и 7,7 кг гипса,Очищенная вода используется в замкну

5 том оборотном цикле, | ..

В таблице представлены примеры в.едения процесса обогащения в заяв ляемых пределах характеристик (примеры 1-3), а также при значениях, 0 j выходящих за эти пределы (примеры 4-11) ,м

tn

00

vo Как видно из таблицы, ведение процесса обогащения в заявляемых пределах значений характерис тик позволяет получить обогащенный кон;и нтрат, -повысить выход РоОв до 99,5-99,7%. .При увеличении градиента рН (пример .4)1 создается возможность появлеНИН местных кислотных пересыщений, (ЧТО ведет к извлечению в раствор обогащения и снижению выхода . РпО.в концентрат. Уменьшение градиента (пример 51 приводит к неполnofc Й 38Лeчeш ю MffO из сырья после третьей стадии обогащения и мостк введения ;юп этнитеяьной стадии киелотиой рбрабо кй, чтобы обеспечить необходимое значение конечного :рН и полное извлечение . (Уменьшение скорости подачи 1шсло;ты на.первой стадии (пример 6)/ ведет к увеличению времени выдержки сырья на первой стгцши, что создает условия для вскрытия фосфатной, части и уменыяает выход в концентрат. Кроме того, увеличивается дтштельность процесса обогащения в целом. Увеличение скорости подачи кислоты на первой Cfajxtt (пример 7) ведет к возникновению местных кислотных |пере:сьп ний, что способствует вскрытйюфосфатной части и уменьшению вывода PjjOy в концентрат. Аналогично влияние уменьшения и увеличения скоростей подачи кислоты на второй и третьей стадиях обработки на выход в концентрат. Предлагаемый способ позволяет расши{жть фосфатнум базу для экстракционной переработки фосфоритов за счет вовлечения в переработку бедных фосфатных руд с низким содержанием фосфора,

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.