Способ обогащения магний-содержащего фосфатного сырья

(5 ц С 01 В 25/ Ий,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ИЙ ИЗОБРЕТИДЕТЕПЬСТВУ САНИ АВТОРСКОМУ 45В,Лаврова,вень, Т,А,Дева и Н.К,Шув дарственный ий и проект- химической градский орюции и Орде- Знамени техим,. Ленсовет оп. 1, отлтем, что сернуН на третьей с ту подают до2,1-2,2,3. Способчающийзуют 4-7-нунорме 70-80 7177021519,1 и 2,о тем, что и ую кислоту ись магния п тлиФ поль- при с а(71) Ленинградский гоаунаучно-исследовательскный институт основнойпромьйщенности и Лениндейа Октябрьской Револна Трудового Красногонологический институт(54)(57) 1, спОсОБ ОБОГАЩениЯ мАГний СОДЕРЖАЩЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ, включающйй обработку его серной кислотой с последующим выделением концентрата, о т л и ч а ю щ и й 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 м/т,ч. с градиентом рН на кахдой стадии 0,4-0,5.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 РО 5 (для фосфоритов Каратау 40-50, для фосфоритов Кингисецпа - 5, для Ковдорского апатита 50-60) .Известен способ химического .обогащения фосфатного сырья путем обработки последнего серной кислотой при 10-80 С, ЖгТ=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-.95,5, т.е. переход значительного количества РуО 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 прецпагаемоьпо технической сущности и достига-,емому результату к предлагаемомуспособу является способ обогащениямагнийсодержащего Фосфатногосырья, в котором фосфатное сырьеразмалывают и частицы фракции меньше 30 ф отделяют на гидроциклоне, ачастицы фракции размером больше30 р и меньше 50 р смешивают с водойв весовом отношении 1:5, обрабаты"вают серной кислотой до рН 3,5 споследующей фильтрацией суспензиии выделением концентрата 2 .Однако процесс обогащения проводят с предварительным отделениеммелкой фракции (менее ЗОЯ), и еслиучесть,что обогащаемая Фракция составляет не более 70 от всей массыфосфатного 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 достигаетсятем, что согласно способу обогаще"ния магнийсодержащего фосфатногосырья, включающему обработку егосерной кислотой с последующим выделением концентрата, серную кислотуподают в три стадии со скоростьюна каждой стадии соответственно7-21, 2-6 и 0,4-1,9 м/т,ч. с гра"диентом рН на каждой стадии 0,40,5, при конечном рН обработки 2,12,2, концентрации серной кислоты 4-7, норме кислоты 70-80 на окисьмагния фосфатной части,Предлагаемый способ обеспечиваетувеличение выхода РО в обогащенный концентрат до 99,5-99,85 Установлено, что трехстадийнаяподача серной кислоты является оптимальной для обогащения магнийсодержащего карбонатного сырья, обеспечивая полное разложение карбонат 10 ной части к концу третьей стадииобработкИ, исключая при этом меотные кислотные пересырения (где рНможет снижаться 21, которыенаблюдаются при подаче всей сернойкислоты в одну стадию.Градиент рН для трехстадийногопроцесса составляет на каждой ста"дии 0,4-0,5 при конечном рН обработки равном 2,1-2;2, По мере разложения карбонатной части и умень 20 щения степени извлечения МфО враствор обогащения требуются дополнительные количества кислоты дляповышения активности водородныхионов, что и обеспечивается введением25 новых.,порций кислоты на второй итретьей стадиях. Поскольку обработке подвергается сырье уже в значительной степени обогащенное с пористой структурой, создаются условия30 для вскрытия фосфатной части, Чтобыпредотвратить извлечение Р О в раствор обогащения, кислоту подают уменьшающимися порциями, уменьшая скоростьподачи кислоты на каждой стадии,35Скорость подачи кислоты на первойстадии 7-21 м/т.ч на второй стадии 2-6 м/т.ч., на третьей стадии 0,4-1,9 м/т.ч, При этом напервую стадию подается 50-70 всейкислоты, на вторую 30-20, натретью 20-10,П р и м е р 1, 100 кг фосфорита месторождения Каратау состава19,6 РОу 3,4 ЩО, 30 н,о, 845 СО 2 смешивают с 220,7 кг оборот"ной воды и обрабатыВают сернойкислотой в количестве 179,3 кг втечение 10 мин концентрации 7,норма кислоты от стехиометрическо"го количества на полный переход,окиси магния в раствор 80:, температура 60 С, Ж:Т=41, градиент рНна каждой стадии 0,5, Причем 125,5 кгсерной кислоты поступает на 1 стадию при скорости подачи ее 21 м /т9на вторую стадию 39,5 кг при скорости подачи 6 м/т,ч, на третьюстадию -17,9 кг при скорости ееподачи 1,0 м/т ч, При этом степень извлечения окиси магния сос"6 О тавляет 80, степень извлеченияРО,9, выход РО составляет99,8, Концентрат содержит 19,5,РО", 0,68 окиси маГния, 30 н,о,3 двуокиси углерода, 9 трехокиси65 серы. Пульпа в количестве 491 кгпоступает в классификатор, где происходит отделение 24 кг гипса и 12 кг н.о. от обогащенного концентрата. Обогащенный концентрат в количестве 97 кг следующего химического составапятиокись 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.П р и м е р 2. 100 кг Фосфори,та месторождения Каратау следующего состава. : РО 5" 20,4 МфО 3,6н,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 70 ОС, Ж:Т=З:1, норме серной кислоты от стехиометричееки необходимого количества на полное извлечение МО 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 кгсерной кислоты при скорости ее прдачи на каждой стадии 14,4 и 1,5 мат-ч до рН последней стадИи 2,15, При этом степень извлечения: МФО составляет 75,: степень извлечения РО - 0,7. Выход РОу в концентрат составляет 99,65. Концентрат содержит;: Р 20 20,2; окись магния 0,9, н,о. 25; двуокись углерода 2,5, трехокись серы 7. Пульпа в количестве 390 кг поступает в классификатор, где происходит отделение 21 кг гипса и 11,6 кг нерастворимого остатка от обогащенного концентрата, Далее обогащенный кон" центрат в количестве 97 кг следую" щего химического состава,: 25,1 пятиокись фосфора 25,1; окись магния 0,7, н,о. 15 трехокись серы 0,4 направляют на экстракцию, где из него получают экстракционнуюфосфорную кислоту.Фильтрат в количестве 280 кг ссодержанием 2,4 кг ГфО регенерируют известковым молоком. Осажден 5 ную гипсомагнезиальную смесь разделяют на гидроциклоне на, гидроокисьмагния в количестве .0,4 кг и гипсв количестве 9,9 кг,: Йейтралиэованная, очищенная вода используется в1 О качестве оборотной в замкнутомводооборотном цикле.П р и м е р 3, 100,кг фосфорита месторождения Каратау, содер. ащего, РОв 20,7; МбО 3,8,н,о 24, СО 7 смешивают с 200 кгоборотной воды и обрабатывают сернойкислотой в количестве 100 кг в течение 20 мин в три стадии, концентрация серной кислоты 4, температурао80.С, Ж:Т=З:1, норма серной кисло 2 О ты 70 на МфО, Иэ них на первуюстадию поступает 70 кг, на вторуюстадию 20 кг, на третью стадию 10 кгпри скоростях подачи серной кисло.-.ты на каждой стадии соответственно25 7:2 и 0,4 м/т ч, рН напоследнейстадии 2,2, При этом степень извле"чения .МЯО составляет 70, степеньизвлечения РО,5, выход РО в,концентрат 99,5, Концентрат содер 30 жит 20,6 РОу 1 М 601, 0,6 ВОу2,5 СОу, .Пульпа в колйчестве 385 кгпоступает в классификатор, где происходит отделение 18 кг гипса и9 кг нерастворимого остатка. от обоЗ 5 гащенного концентрата, Обогащенныйконцентрат в количестве 93 кг следую",щего химического состава,: Р 2 ОВР 8МО 1, н,о, 14, 50 0,2 направ. ляется .на экстракцию,фильтрат в количестве 276 кг с содержанием 2,2 кг40 МО регенерируют известковым молоком, Осажденная гипсомагнезиальнаясмесь разделяется в гидроциклонена МО 38 кг и 7,7 кг гипса.Очищенная вода используется в замкну 45 том оборотном цикле,В таблице представлены примерыведения процесса обогащения в заявляемых пределах характеристик (примеры 1-3), а также при значениях,Я,выходящих за эти пределы (примеры4-11),йч н сч и ч3 с Вч сч ч ч ч счъ сч сч ж н с с сч сч 1 1В., 1 аха 1 Гц Э е е Ръ О о10588788Ф.сырья на первой стадии, что создает условия для.вскрытия фосфатной..части и уменьшает выход РОу- в концентрат. Кроме того, увеличиваетсядлительность процесса обогащения в5 целом.Увеличение скорости нодачи кислоты на первой стадий пример 7 ведетк возникновению местных кислотных1 пересыщеикй,"что способствует вскры 10 тию.Фосфатной части и уменьшению, выхода РО 5.в концентрат Аналогично влияние уменьшения и увеличенияскоростей .подачи кислоты на второйи третьей стадиях обработки на выход3, Ру О. в концентрат,.Предлагаемый способ позволяетрасширить фосфатную базу для экстракционной переработки Фосфоритовза счет вовлечения в переработкубедных 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 РО до 99,5-997%. Прц увеличении градиента рН (пример 4) создается воэможность появления местных кислотных пересьщений, что Ведет к извлечению РОЭ в раст-, вор обогащения и снижению выходаРО.-в концентрат Уменыаение градиента рВ (пример 5 приводит к неполному извлечению МфР кэ сырья после третьей стадии оббгаащення и необходимости введения дополнительной стадии кислотной обработки, чтобы обеспечить необходимое значеиие конЕчноГо рН и,полное извлечение И 0.Уменьшение скорости подачи щслоты на.первой стадии (пример б)/ ведет к увеличению времени выдержки Заказ 9692/18 Тираж 471 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4