磷矿资源综合利用PPT课件

磷矿资源综合利用磷矿资源概述1.1磷矿的主要用途是指可经济利用的磷酸盐矿物的总称，是一种重要的化学矿物原料。它可用于生产磷肥、黄磷、磷酸、磷化物等磷酸盐，并用于医药、食品、火柴、染料、糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿已经在工业上使用了100多年。世界上84% 90%的磷矿用于生产各种磷肥，3.3%用于生产饲料添加剂，4%用于生产洗涤剂，其余用于化工、轻工和国防等行业。磷肥占中国磷酸盐消费结构的71%，黄磷占7%，磷酸盐占6%，磷化物占16%。磷矿资源概述1.2中国磷矿资源概述中国磷矿资源丰富，探明储量居世界第三，仅次于摩洛哥和美国。除西藏外，中国各地都发现了磷酸盐岩。相对集中的地区是云南、贵州、四川、湖北和湖南省，占全国总储量的74.5%，P2O5含量超过30%的富矿几乎全部集中在这五个省。磷矿分布区主要有：云南滇池地区、贵州开阳地区和瓮福地区、四川金河-清平地区、马边地区、湖北宜昌地区、姬胡地区和保康地区。总的来说，我国磷矿资源分布极不平衡，探明储量南多北少，西少东少。大型磷矿和富矿高度集中在西南部。磷矿资源概述1.3磷矿综合利用概述作为一种不可再生资源，磷矿资源正在逐渐枯竭。中国磷矿资源的长期供应形势不容乐观。因此，国土资源部已将磷矿列为2010年后无法满足国民经济发展需求的矿产之一。中国磷矿资源的特点是伴生共生元素多，其中1/3以上的磷矿与氟、硅、钙、碘、稀土等有价元素伴生或共生，具有较高的综合利用价值。2011年，中国磷矿产量为8100万吨，主要用于生产黄磷和磷肥。然而，由于国内重视和研究不足，伴生磷矿资源综合利用率低，资源转化效益低。近年来，世界磷化工下游产品已达到250多种，而中国只有80多种。大多数伴生有价元素在磷矿加工过程中以工业废弃物的形式排放，造成环境污染和资源浪费。因此，研究磷矿资源的综合利用具有重要意义。磷矿尾矿资源的综合利用，磷矿经过选矿后会产生大量的尾矿。目前，我国磷矿尾矿的综合利用率只有7%左右，大量尾矿只能长期堆放在尾矿库中。磷尾矿综合利用的主要途径包括：新药剂的再浮选、水泥的制备、建筑材料用砖等。国外磷尾矿的回收利用技术非常成熟。在美国，磷酸盐可以通过浮选从白云石含量高的尾矿中直接回收。在南非的矿山中，尾矿含有1.5%的P2O5。通过再浮选和水力旋流器分级，提高了P2O5品位，降低了MgO含量，产生了两个较高品位的产品：P2O5=39.3%，MgO0.65%和P2O5=40.3%，MgO0.5%，后者是世界市场上最高的品位。贵州瓮福集团也对磷矿选矿尾矿的综合利用进行了大量研究。对P2O5含量为7%的尾矿进行再选，得到P2O5含量为28% 29%的精矿，P2O5回收率由92%提高到95%。已建成100万吨/年的尾矿再处理厂，每年可回收12万吨精矿。中国氟资源的回收与利用目前，由于我国的生产技术和重点，磷矿伴生的氟资源尚未得到充分利用，仅氟资源的年损失就远远大于国内对氟的需求。磷矿中氟的综合利用不仅可以节约资源、保护环境，而且可以有效解决我国萤石资源短缺的问题。磷矿中氟资源的回收利用。在磷矿加工过程中，氟主要以两种方式散失：一是磷矿中的氟在磷肥生产过程中以氟化氢和四氟化硅的形式逸出。我国80%以上的磷矿用于生产磷肥，而磷肥生产企业普遍采用湿法磷酸生产磷肥。四氟化硅气体和氟化氢气体从浓缩磷酸的过程中逸出。这部分氟资源占磷矿总氟含量的38% 45%，造成氟资源浪费和环境污染。如果逸出的氟化氢和四氟化硅被水吸收，可以获得氟硅酸，并且获得的氟硅酸可以用于生产氟硅酸盐和氟化物盐。或者将逸出的四氟化硅提纯，作为廉价原料生产单晶硅和多晶硅。氟的另一种耗散方式是在黄磷生产过程中，氟主要以氟化钙的形式存在于炉渣中，其质量占炉渣总质量的2.5%。2011年，中国磷矿产量为8100万吨，假设氟回收率为40%，可回收氟资源将达到78万-104万吨，相当于195-260万吨萤石，完全超过目前国内氟化工行业萤石年消耗量。磷矿中硅资源的回收利用硅材料是太阳能发电和微电子工业的基础材料。随着光伏产业的快速发展，对纯硅的需求急剧增加。如果能从磷矿伴生的硅资源中生产工业硅，甚至高纯硅，磷矿伴生的硅资源的利用价值将大大提高。利用磷矿伴生硅资源的最佳途径是将其中所含的硅元素转化为具有较高经济价值的含硅产品，从而将现有磷矿伴生硅资源的利用提高到一个新的水平，开辟一个新的产业。硅资源主要以酸性不溶物的形式存在，如磷矿中的二氧化硅。在磷肥生产和湿法磷酸生产中，活性二氧化硅可以参与反应，但不消耗硫酸。在此过程中，Si _ 4，H _ 2SiF _ 6，Na _ 2SiF _ 6，K _ 2SiF _ 6，(NH _ 4)2si _ 6，非晶SiO _ 2等。产生了。磷矿中硅资源的利用有两种方式。磷矿中硅资源的回收利用。1.硅烷的制备采用氢化铝钠和四氟化硅无氯工艺，使用四氟化硅、六氟化硅、六氟化硅钠和其他硅源。硅烷是生产单晶硅、多晶硅、非晶硅、金属硅化物、氮化硅、碳化硅、氧化硅等一系列含硅化合物的基本原料。硅烷也可以作为生产高纯硅的原料，可以大大提高生产能力，降低生产成本。通过进一步提纯硅烷制备的超高纯硅对超大规模集成电路和红外探测器的开发具有重要意义。2.以无定形二氧化硅为硅源制备纯硅。无定形二氧化硅是磷肥的副产品固体废弃物，性能稳定。以非晶态二氧化硅为硅源，采用热还原法可以制备纯硅，包括金属热还原法、非金属热还原法和耦合热还原法。非金属热还原法中最常用的方法是氢热还原法和碳热还原法。云南云天化国际化工有限公司对碳热还原法制备纯硅进行了实验研究。换句话说，二氧化硅用作硅源，木炭和石油焦用作碳源如果能从磷化工生产的废料中提取碘产品，将有助于提高磷矿的附加值。瓮福集团和贵州大学联合开展了“磷矿生产磷产品产生的废弃物，包括：提取碘或碘化合物的原料废水和废气”和“从含碘磷矿生产中产生的稀磷酸中提取碘”的研究，取得了良好的研究成果。瓮福集团建成了50吨/年的碘回收工业装置，达到了标准和生产标准。这是世界上第一个从磷矿中回收碘资源的装置。另一个50吨/年的碘回收装置也在建设中。这两个装置的成功建造将大大提高中国的碘产量。磷矿中稀土资源的回收与利用除了独立的稀土资源外，稀土还与其他金属和非金属矿有着广泛的联系。最重要的稀土伴生资源是磷矿和铝土矿，一些铝土矿中稀土含量可达0.1%左右。在铝土矿生产氧化铝过程中，稀土几乎全部进入赤泥，富集率低，目前经济回收非常困难。相对而言，磷矿中稀土含量较高，综合回收伴生稀土元素更有意义。磷矿将成为仅次于第二个独立稀土矿的伴生稀土矿，并可能成为未来稀土的重要来源。磷块岩中的稀土以类质同象的方式存在于磷块岩中。一些磷矿稀土含量高，具有工业开发价值。含稀土磷块岩主要集中在俄罗斯、美国、越南、埃及、中国等国家。我国主要分布在云南、贵州、四川、湖南等地，如云南安宁磷矿、尖山磷矿、贵州织金新华磷矿，河北也有大量含稀土磷矿。磷矿中稀土资源的回收利用以及如何在磷化过程中实现稀土的综合回收，对保护稀土资源、提高磷化工艺效益具有重要作用。近年来，国外对磷矿伴生稀土的综合回收越来越重视，国内也加强了这方面的研究。由于磷矿中稀土品位低，单独提取稀土没有经济优势。它需要与磷酸生产相结合，即在磷酸生产过程中综合回收稀土。按照湿法磷酸所用的酸，稀土的提取可分为盐酸法、硝酸法和硫酸法。1.硝酸法：俄罗斯科拉半岛大部分磷灰石用硫酸法处理，磷石膏中富含稀土。为了回收稀土，每年用硝酸处理大约150万吨磷灰石。用50%硝酸溶液浸出磷灰石，然后通过冷冻结晶分离出硝酸钙，并从所得浸出液中回收RE2O3。贵州冶金设计研究院采用焙烧、硝酸浸出、中和提取稀土、过滤生产硝酸磷肥的工艺。稀土回收率达到91%。主要产品硝酸磷肥是一种速效氮磷复合肥。副产品硝酸铵符合农业标准。沉淀碳酸钙被视为轻质碳酸钙产品。磷矿中稀土资源的回收利用。2.盐酸法：盐酸法磷酸是将磷矿与盐酸反应生成磷酸和水溶性氯化钙，然后用脂肪醇、丙酮、磷酸三烷基酯、胺或酰胺等有机溶剂萃取分离磷酸。在磷矿分解过程中，稀土也大部分进入磷矿分解