一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統，屬于肥料生產【技術領域】。包括礦漿生產系統、酸法脫鎂系統、磷酸生產裝置、磷銨生產裝置、液氨儲罐和氫氧化鎂生產裝置，酸法脫鎂系統的精礦漿輸出端通過管路與磷酸生產裝置連接，酸法脫鎂系統的脫鎂廢水輸出端通過管路與氫氧化鎂生產裝置連接；氫氧化鎂生產裝置包括干燥結構與依次通過管路連接的一次反應器、一次過濾結構、二次反應器和二次過濾結構，一次反應器通過管路與酸法脫鎂系統連接，一次反應器和二次反應器的氨氣輸入端通過管路與液氨儲罐連接，一次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與磷銨生產裝置連接，二次過濾結構的濾液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統和/或礦漿生產系統連接。
【專利說明】一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于肥料生產【技術領域】，特別涉及一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統，尤其涉及一種采用酸法脫鎂聯產磷銨與氫氧化鎂的系統。
【背景技術】
[0002]磷是農作物必不可少的元素。隨著科學技術的發展，磷的用途也在不斷擴大。磷礦資源則是發展磷化工的重要基礎原料，磷礦的主要礦物成分為膠磷礦和微晶磷灰石，次要礦物有石英、白云石、方解石及長石碎肩、碳泥質物和少量海綠石等。磷礦主要用來制作磷酸，磷酸作為最終化工產品或其他磷化工產品的中間產品，對國民經濟的發展起到很大的作用。它主要體現在以下兩個方面:一，用于生產各種肥料，例如磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣等。二，作為化工中間產品，用于生產高附加值的精細磷化工產品。如醫藥級磷酸鹽、食品級磷酸、電子級磷酸、磷酸鹽光電材料，水的軟化劑，酸型去垢劑的緩沖劑等等。
[0003]成熟的浮選工藝是磷礦石主要而有效的選別方法，它被用來選別沉積礦床礦石和帶有硅質脈石的內成磷灰石。磷礦的浮選法包括直接浮選，反浮選，反一正浮選，正一反浮選和雙反浮選，脫泥一反浮選等流程，尤以正一反浮為佳，其余流程的精礦質量相對差些。脫泥一反浮選流程與雙反浮選雖較簡單，但精礦質量與回收率難以兼顧。雙反浮選，特別是脫硅反浮選，泡沫較黏，用于生產會造成泡沫輸送困難，所用的捕收劑混合胺價格也很高。常見的磷礦脫鎂方法包括以下幾種。
[0004](I)擦洗脫泥:目前對于風化程度較高的礦石，采用擦洗脫泥的洗選工藝已經很成熟，其流程結構一般為兩段洗礦，主要設備為圓筒洗礦機或槽式洗礦機，而在第一段常配置洗礦篩。這些裝置目前存在共同問題是礦泥中磷品位高，有用成分損失較大。擦洗脫泥工藝在國外應用較多，但我國風化礦僅占1.5%。因而推廣應用的范圍有限。磷礦的擦洗脫泥工藝在生產中的實踐表明，只能提高I?3個品位，隨著高品位磷礦儲量的日益減少，中低品位的磷礦的開采，簡單的擦洗脫泥工藝，已經不能滿足加工的需要。
[0005](2)重選；重力選礦法應用于磷礦的分選，在前蘇聯和美國較多。在實驗室用重介質設備分選佛羅里達高鎂磷礦，獲得了較好的結果。重介質分選工藝具有分離效率高、環境污染小的特點，成為這幾年研宄的熱點；但重介質選礦僅適于一定的粒度范圍的磷礦，其細粒級部分仍需輔以浮選法選別。
[0006](3)化學選礦:該法主要適用于碳酸鹽含量不高且嵌布粒度較細的鈣質磷礦石和分離浮選精礦中的雜質。化學選礦是降低磷礦中MgO含量的有效技術，但加工費用較高，設備要求高，一般不采用。
[0007](4)光電選礦:光電選礦是利用磷礦物和脈石之間的色差來進行選別的，是近年來電子發展的結果，其應用越來越受到重視。其他的選礦流程如:焙燒一消化工藝、磁選礦技術以及聯合選礦流程，在磷礦的脫鎂降硅生產中不常應用。
[0008]我國有豐富的磷礦資源。但絕大部分都是中低品位沉積磷塊巖礦，一般都有一定數量的白云石礦物伴生，其中的MgO對酸法加工有十分不利的影響。例如可導致過磷酸鈣轉化率低；嚴重吸濕結塊；濕法磷酸料漿過濾強度和裝置生產能力大大降低，P2O5轉化率或回收率低等。低鎂高品位磷礦供應的困難在相當程度上阻礙了我國酸法磷肥和磷化工產品的發展，它給制肥工藝造成困難，增加酸耗，降低產品的質量，影響了企業的經濟效益，因此降低磷礦中MgO的含量對磷礦的后續加工非常重要。膠磷礦中的鎂一般以白云石Ca0.Mg0.(CO2)2的形式存在。以往磷礦脫鎂的方法有兩類:熱法和酸法。熱法即煅燒消化法，是在約850°C高溫下煅燒25-30mm的磷礦，使碳酸鹽分解，然后用水消化，使CaO和MgO轉化為溶液和細粒懸浮態Ca (OH) 2和Mg (OH) 2而隨消化水流走，從而與磷礦物相分離，這種方法能耗大；磷礦粉碎造成的磷損失很大。
[0009]酸法是利用白云石和磷礦物與酸性物質反應活性的差異。酸性物質有許多種，但從原料廉價易得、流程設備簡單、經濟合理的觀點來看、以酸化劑作為酸性物質來源顯然具有無可比擬的優點。在酸法脫鎂后的溶液中，除部分雜質外，主要成分為鎂鹽。本實用新型提供了一種方法及系統，該方法采用酸法脫鎂，并可以采用常見的磷銨生產系統聯產磷銨與氫氧化鎂，在酸法脫鎂的過程后，磷礦經脫鎂后MgO含量基本在0.4%-0.6%，脫鎂率可達到70-80%，且P2O5的損失較小；在氫氧化鎂生產過程中一次沉淀得到的沉淀物可以用于化肥磷銨生產，二次沉淀的濾液可用于磨漿過程和洗滌過程，二次沉淀的沉淀物用于生產氫氧化鎂，產品純度大部分在95%以上，收率在60%以上，其中大部分甚至在70%以上，符合工業級氫氧化鎂的要求。整個生產過程基本無外排，原料利用率高且得到的產品質量好。
【發明內容】
[0010]本實用新型實施例提供了一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統。所述技術方案如下:
[0011]本實用新型實施例提供的磷銨與氫氧化鎂聯產系統，包括礦漿生產系統、酸法脫鎂系統、磷酸生產裝置、磷銨生產裝置、液氨儲罐和氫氧化鎂生產裝置等。其中，礦漿生產系統通過管路與酸法脫鎂系統連接，酸法脫鎂系統的精礦漿輸出端通過管路與磷酸生產裝置連接，酸法脫鎂系統的脫鎂廢水輸出端通過管路與氫氧化鎂生產裝置連接，同時，酸法脫鎂系統的脫鎂廢水輸出端通過管路與酸法脫鎂系統的脫鎂劑加入端連接，即酸法脫鎂系統產生的脫鎂廢水自循環作為脫鎂劑。磷銨生產裝置通過管路與液氨儲罐和磷酸生產裝置連接。
[0012]其中，本實用新型實施例中的氫氧化鎂生產裝置包括干燥結構與依次通過管路連接的一次反應器、一次過濾結構、二次反應器和二次過濾結構等。其中，一次反應器通過管路與酸法脫鎂系統(具體為沉降槽和洗滌槽)連接，一次反應器和二次反應器的氨氣輸入端通過管路與液氨儲罐連接，一次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與磷銨生產裝置(具體為肥料磷銨生產裝置)連接。二次過濾結構的濾液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統和/或礦漿生產系統連接分別用于磨漿過程和洗滌過程，二次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與干燥結構連接用于生產氫氧化鎂。當然，氫氧化鎂生產裝置還包括設于二次過濾結構與干燥結構之間的洗滌結構；其中，二次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與洗滌結構的輸入端連接，洗滌結構的固體輸出端通過皮帶傳送機與干燥結構連接，洗滌結構的洗液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統(具體可以是酸法脫鎂系統中的洗滌槽)連接或者與礦漿生產系統(球磨裝置)連接。其中，洗滌結構具體可以是洗滌槽。
[0013]其中，本實用新型實施例中的酸法脫鎂系統包括礦漿儲槽、萃取槽、沉降槽、洗滌槽、酸化槽、補水裝置和補酸裝置等。其中，礦漿生產系統(濃密機)、礦漿儲槽、萃取槽和沉降槽通過管路依次連接，沉降槽下層的礦漿出口通過管路與洗滌槽的進液口連接，沉降槽上層的清液出口和洗滌槽上層的清液出口均通過管路與酸化槽和一次反應器連接，洗滌槽下層的精礦漿輸出端通過管路與磷酸生產裝置連接，洗滌槽的補水端通過管路與二次過濾結構的濾液輸出端連接，酸化槽還通過管路與萃取槽、補酸裝置和補水裝置連接。
[0014]其中，本實用新型實施例中的萃取槽由依次串聯的四級反應器(一級反應器、二級反應器、三級反應器、四級反應器)組成，一級反應器與礦漿儲槽連接，一級反應器和二級反應器均與酸化槽連接；該設計采用多級分流加脫鎂劑的方式來控制PH值，可以防止局部酸度過濃，造成磷酸的損失。反應器(一級反應器、二級反應器、三級反應器、四級反應器)包括反應器本體、反應器本體外設的保溫夾套、反應器本體內設的攪拌槳、反應器本體上設置的進料口、反應器本體上部設置的出料口、反應器本體上設置的循環管路和設于反應器本體上的溫度計與PH計，循環管路的兩端分別與反應器本體的底部和出料口連接且其上設有循環泵，用于對物料進行強制循環，以使反應更加充分，當達到一定要求時進入下一級反應器。一級反應器與礦漿儲槽之間設有預加熱反應器用于將礦漿預熱到適合溫度以保證脫鎂效果。
[0015]其中，本實用新型實施例中的沉降槽為斜板沉降器，一次過濾結構為離心過濾器，二次過濾結構為板框壓濾機。
[0016]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0017]1、本實用新型實施例提供的酸法脫鎂裝置，采用磷礦化學法除鎂新工藝，克服了原有方法存在的問題，除鎂反應選擇性高(MgO含量基本在0.4%-0.6%，脫鎂率可達到70-80%)，磷損失小，方法簡便易行(可連續生產，脫鎂劑補充較少)，經濟合理。酸化后的沉降液和洗滌液進行循環使用，其脫鎂效果較理想，可以大大降低生產成本，且避免了排放造成的環境污染。
[0018]2、本實用新型實施例提供的氫氧化鎂的裝置，采用酸法脫鎂廢液生產高附加值的氫氧化鎂，同時副產品可用于生產磷銨，而廢液可以返回酸法脫鎂系統和礦漿生產系統使用，最大限度地對酸法脫鎂廢液進行利用且基本無廢物外排。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的磷銨與氫氧化鎂聯產系統的結構框圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的磷銨與氫氧化鎂聯產系統的詳細結構框圖；
[0021]圖3是是本實用新型實施例提供的萃取槽的結構示意圖；
[0022]圖4是本實用新型實施例提供的反應器的結構示意圖。
[0023]圖中:11礦漿儲槽、12預加熱反應器、13—級反應器、14 二級反應器、15三級反應器、16四級反應器、17酸化槽、21反應器本體、22攪拌槳、23保溫夾套、24進料口、25出料口、26循環泵。
【具體實施方式】
[0024]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0025]實施例1
[0026]參見圖1和2，本實用新型實施例提供了一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統，該系統包括礦漿生產系統3、酸法脫鎂系統1、磷酸生產裝置401、磷銨生產裝置(包括工業磷銨生產裝置401和/或工業磷銨生產裝置402)、液氨儲罐404和氫氧化鎂生產裝置2等。其中，礦漿生產系統3通過管路與酸法脫鎂系統I連接，酸法脫鎂系統I的精礦漿輸出端通過管路與磷酸生產裝置401連接，酸法脫鎂系統I的脫鎂廢水輸出端通過管路與氫氧化鎂生產裝置2連接。同時，酸法脫鎂系統I的脫鎂廢水輸出端通過管路與其脫鎂劑加入端連接，即酸法脫鎂系統I產生的脫鎂廢水自循環作為脫鎂劑。磷銨生產裝置(這里可以是工業磷銨生產裝置，高純度的磷酸尤其適合工業磷酸二銨的生產)通過管路與液氨儲罐404和磷酸生產裝置401連接。其中，磷酸生產裝置401具體可以為濕法磷酸萃取裝置，用于生產磷酸或者磷肥。其中，液氨儲罐404用于向氫氧化鎂生產裝置2和磷銨生產裝置(402、403)提供氨氣，可以為一個提供整個系統，也可以為多個分別提供多個結構。
[0027]其中，參見圖2，本實用新型實施例中的氫氧化鎂生產裝置包括干燥結構205與依次通過管路連接的一次反應器201、一次過濾結構202、二次反應器203和二次過濾結構204等。其中，一次過濾結構202和二次過濾結構204用于對反應液進行固液分離，其濾餅輸出端通過皮帶傳送機輸出，其濾液輸出端通過管路輸出。其中，干燥結構205用于對二次過濾結構204輸出的濾餅進行干燥以得到氫氧化鎂產品。
[0028]進一步地，參見圖2，本實用新型實施例中的氫氧化鎂生產裝置2的結構框圖為:一次反應器201通過管路與酸法脫鎂系統I (具體為沉降槽104和洗滌槽105)連接，一次反應器201的氨氣輸入端和二次反應器203的氨氣輸入端通過管路與液氨儲罐404連接，一次過濾結構202的濾液輸出端與二次反應器203連接，一次過濾結構202的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與磷銨生產系統3 (具體為肥料磷銨生產裝置403，更具體可以是調漿槽或者造粒機等分別用作原料或包膜劑)連接，二次過濾結構204的濾液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統I (具體可以是洗滌槽105)和/或礦漿生產系統3 (具體為球磨裝置302)連接，二次過濾結構204的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與干燥結構205連接用于生產氫氧化鎂。其中，二次過濾結構204輸出的過濾液可以返回用于酸法脫鎂系統1，具體可以用于洗滌脫鎂后的精礦。一次過濾結構202輸出的濾餅含有一定的磷元素并含有少量的鎂元素和鈣元素等，可以直接用于化肥生產，如用于肥料磷酸一銨的生產。其中，本實用新型中的各裝置通過管路相連，根據需要可以設置泵、閥門等結構，本實施例省略詳細描述。其中，綜合沉淀的情況和保證過濾效果，本實用新型實施例中的一次過濾結構202為離心過濾器。二次過濾結構204為板框壓濾機。
[0029]其中，一次沉淀反應在常溫與一定pH值條件下進行，則本實用新型實施例中的一次反應器201包括反應器本體、反應器本體內設的攪拌槳和設于反應器本體上的pH計等。而二次沉淀反應在一定溫度與一定PH值條件下進行，則本實用新型實施例中的二次反應器203包括反應器本體、反應器本體外設的保溫夾套、反應器本體內設的攪拌槳和設于反應器本體上的溫度計與pH計等。
[0030]其中，在本實用新型的另一實施例中，氫氧化鎂生產裝置2還包括設于二次過濾結構204與干燥結構205之間的洗滌結構；其中，二次過濾結構204的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與洗滌結構的輸入端連接，洗滌結構的固體輸出端通過皮帶傳送機與干燥結構205連接，洗滌結構的洗液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統1(具體可以是酸法脫鎂系統I中的洗滌槽105)和礦漿生產系統3 (球磨裝置302)連接。其中，洗滌結構具體可以是洗滌槽。
[0031]其中，參見圖2，本實用新型實施例中的礦漿生產系統3包括依次設置的粉碎裝置303、球磨裝置302和濃密機301等，且前述三個結構形成多個循環用于得到合適粒度和濃度的含鎂的磷礦漿，其結構為本領域的技術人員所熟知，故省略詳細描述。另外，球磨裝置302通過管路與二次過濾結構204的濾液輸出端連接。
[0032]其中，參見圖2，本實用新型實施例中的酸法脫鎂系統I包括礦漿儲槽101、萃取槽102、沉降槽104、洗滌槽105、酸化槽103、補水裝置106和補酸裝置107等。礦漿儲槽101用于儲存礦漿生產系統3 (濃密機301)輸出的磷礦漿；萃取槽102為采用脫鎂劑除去礦漿中鎂等雜質的反應器；沉降槽104用于對萃取槽102輸出的經過脫鎂處理的料槳進行固液分離，其上層清液返回酸化槽103作為脫鎂劑循環使用，下層礦漿輸出到洗滌槽105 ;洗滌槽105用于對沉降槽104輸出的下層礦漿進行洗滌，其上層清液返回酸化槽103循環使用，其下層精礦輸出到磷酸生產裝置401 ;其中，酸化槽103用于向萃取槽102提供合適濃度的脫鎂劑并接收沉降槽104和洗滌槽105返回的上層清液；補水裝置106和補酸裝置107分別用于向酸化槽103補水和補酸化劑以使其中的脫鎂劑保持合適的濃度。
[0033]具體地，參見圖2，本實用新型實施例中的提供的酸法脫鎂系統I的連接關系為:礦漿生產系統3、礦漿儲槽101、萃取槽102和沉降槽104通過管路依次連接，沉降槽104下層的礦漿出口通過管路與洗滌槽105的進液口連接，沉降槽104上層的清液出口和洗滌槽105上層的清液出口均通過管路與酸化槽103的返酸口和一次反應器201連接，洗滌槽105下層的精礦出料口通過管路與磷酸生產裝置401連接，洗滌槽105的補水端通過管路與二次過濾結構204的濾液輸出端連接，酸化槽103還通過管路與萃取槽102 (與其出料口連接)、補酸裝置107 (與其補酸口連接)和補水裝置106 (與其補水口連接)連接。其中，本實用新型中的各裝置通過管路相連，根據需要可以設置泵、閥門等結構，本實施例省略詳細描述。
[0034]其中，參見圖3，本實用新型實施例中的萃取槽102由依次串聯的四級反應器組成(一級反應器13、二級反應器14、三級反應器15、四級反應器16)，其中，一級反應器13與礦漿儲槽101連接，且一級反應器13和二級反應器14均與酸化槽17連接。其中，二級反應器14、三級反應器15和四級反應器16都采用低進高出。該設計采用多級分流加脫鎂劑的方式來控制pH值，可以防止局部酸度過濃，造成磷酸的損失。
[0035]具體地，參見圖3和圖4，本實用新型實施例中的反應器(一級反應器13、二級反應器14、三級反應器15、四級反應器16)包括反應器本體21、反應器本體21外設的保溫夾套23 (其上設有蒸汽加熱結構和冷卻水冷卻結構)、反應器本體21內設的攪拌槳22、反應器本體21上設置的進料口 24 (—級反應器13設于反應器本體21上部，二級反應器14、三級反應器15和四級反應器16設于反應器本體21下部)、反應器本體21上部設置的出料口 25、反應器本體21上設置的循環管路26和設于反應器本體21上的溫度計(圖未示)與pH計(圖未示)等。其中，循環管路26的兩端分別與反應器本體21的底部和出料口 25 (具體可以為出料口三通)連接且其上設有循環泵。進一步地，反應器本體21還可以設置檢查口或二氧化碳檢查儀以跟蹤反應進程。優選地，PH計設于反應器本體21上的多個位置以保證精確控制。其中，反應器本體21中的液位升至出料口 25處時，開啟循環泵對物料進行強制循環，以使反應更加充分，當達到一定要求時進入下一級反應器。
[0036]優選地，參見圖3，本實用新型實施例中的一級反應器13與礦漿儲槽11之間設有預加熱反應器12用于將礦漿預熱到適合溫度以保證脫鎂效果。其中，本實用新型實施例中的沉降槽104為斜板沉降器以保證固液分離的效果。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種磷銨與氫氧化鎂聯產系統，其特征在于，包括礦漿生產系統、酸法脫鎂系統、磷酸生產裝置、磷銨生產裝置、液氨儲罐和氫氧化鎂生產裝置，所述礦漿生產系統通過管路與酸法脫鎂系統連接，所述酸法脫鎂系統的精礦漿輸出端通過管路與磷酸生產裝置連接，所述酸法脫鎂系統的脫鎂廢水輸出端通過管路與氫氧化鎂生產裝置連接，所述磷銨生產裝置通過管路與液氨儲罐和磷酸生產裝置連接；所述氫氧化鎂生產裝置包括干燥結構與依次通過管路連接的一次反應器、一次過濾結構、二次反應器和二次過濾結構，所述一次反應器通過管路與酸法脫鎂系統連接，所述一次反應器和二次反應器的氨氣輸入端通過管路與液氨儲罐連接，所述一次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與磷銨生產裝置連接，所述二次過濾結構的濾液輸出端通過管路與酸法脫鎂系統和/或礦漿生產系統連接，所述二次過濾結構的濾餅輸出端通過皮帶傳送機與所述干燥結構連接。
2.根據權利要求1所述的磷銨與氫氧化鎂聯產系統，其特征在于，所述酸法脫鎂系統包括礦漿儲槽、萃取槽、沉降槽、洗滌槽、酸化槽、補水裝置和補酸裝置，所述礦漿生產系統、礦漿儲槽、萃取槽和沉降槽通過管路依次連接，所述沉降槽下層的礦漿出口通過管路與所述洗滌槽的進液口連接，所述沉降槽上層的清液出口和所述洗滌槽上層的清液出口均通過管路與所述酸化槽和一次反應器連接，所述洗滌槽下層的精礦漿輸出端通過管路與所述磷酸生產裝置連接，所述洗滌槽的補水端通過管路與二次過濾結構的濾液輸出端連接，所述酸化槽還通過管路與所述萃取槽、補酸裝置和補水裝置連接。
3.根據權利要求2所述的磷銨與氫氧化鎂聯產系統，其特征在于，所述萃取槽由依次串聯的四級反應器組成，一級反應器與所述礦漿儲槽連接，一級反應器和二級反應器均與所述酸化槽連接；所述反應器包括反應器本體、反應器本體外設的保溫夾套、反應器本體內設的攪拌槳、反應器本體上設置的進料口、反應器本體上部設置的出料口、反應器本體上設置的循環管路和設于反應器本體上的溫度計與PH計，所述循環管路的兩端分別與所述反應器本體的底部和所述出料口連接且其上設有循環泵；所述一級反應器與所述礦漿儲槽之間設有預加熱反應器。
4.根據權利要求2所述的磷銨與氫氧化鎂聯產系統，其特征在于，所述沉降槽為斜板沉降器。
【文檔編號】C01F5/14GK204237562SQ201420650804
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】周玉新, 丁一剛, 何俊, 余瑩, 居麗, 孔小燕, 查炎華, 胡玉峰 申請人:湖北祥云(集團)化工股份有限公司