一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的方法和系统及应用与流程

本发明涉及矿物加工领域，尤其是一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的方法和系统及应用。

背景技术：

1、磷矿是生产磷肥、磷酸及黄磷等重要化工产品的基础原料。我国磷矿资源丰富，但中低品位磷矿占比大，且多数伴生镁、铁、铝等杂质，需经选矿富集才能满足后续加工要求。

2、目前，磷矿选矿主要采用反浮选脱镁、反浮选脱硅等工艺。然而，选矿过程中会产生多种中间产品和尾矿：细粒级物料（如分级溢流）因粒度过细、杂质含量高，难以直接利用；脱硅尾矿中残留的磷资源未得到充分回收，且大量堆存造成环境压力。

3、现有技术中，磷矿粉成球工艺多依赖粘结剂，且需外购硅石，添加粘结剂不仅增加了原料成本，还会向球团中引入额外的杂质，影响黄磷电炉炉渣体系的稳定性，增加能耗。

4、另外，原料选择层面同样存在明显缺陷：选矿副产物（例如：细粒级物料、脱镁脱硅尾矿）未被纳入成球体系，造成有价组分浪费且增加环保压力；硅质原料依赖外购硅石，预处理流程长、成本高，而内源脱硅尾矿未协同利用；原料粒度级配单一，粗细颗粒级配缺乏优化，细颗粒的填充效应与颗粒间的机械嵌合作用无法充分发挥，仅靠原料自身物性难以形成足够的生球强度，这也是现有工艺必须依赖外加粘结剂的重要底层原因。

5、因此，如何将选矿过程中产生的细粒级物料和尾矿进行合理利用，在不添加粘结剂的条件下实现高效成球，并满足黄磷电炉对入炉料强度及化学组成的要求，实现磷资源的最大化回收和全组分梯次利用，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的方法和系统及应用，将选矿过程中产生的不同物料分级利用、通过粒度级配优化后无粘结剂成球、最终实现全组分资源化的工艺方法及其制备的球团产品。解决现有技术中选矿细粒溢流因mer值偏高难以用于湿法磷酸或重钙生产、脱硅尾矿堆存浪费且其中磷资源未回收、黄磷生产需外购硅石成本高，以及现有粉矿成球工艺依赖外加粘结剂导致成本增加和杂质引入等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的方法，包括以下步骤：

4、步骤（1）将脱镁磷精矿进行分级，获得粗粒沉砂和细粒溢流；

5、步骤（2）将粗粒沉砂进行反浮选脱硅，获得脱硅精矿和脱硅尾矿；

6、步骤（3）将所述脱硅尾矿与步骤（1）所得细粒溢流混合，控制混合料的酸度值；

7、步骤（4）将混合料压滤烘干，经造粒制成生料球，控制生料球含水率；

8、步骤（5）将生料球进一步烘干，再将球团焙烧，得到熟料球团，作为黄磷生产用入炉料。

9、作为一种优选，步骤（1）中，分级是以400~500目为界，获得粗粒沉砂和细粒溢流；所述细粒溢流的mer值＞0.1，其中mer是磷矿中镁、铁、铝有害金属杂质相对磷的占比。

10、作为一种优选，步骤（2）中，所述脱硅尾矿中sio2含量≥50%，p2o5含量＜15%。

11、作为一种优选，将步骤（2）所得脱硅精矿用于湿法磷酸或重钙生产。

12、作为一种优选，步骤（3）中，控制混合料的酸度值在0.75~0.85范围

13、内，酸度值为：

14、以质量计，酸度值=（脱硅尾矿中sio2与al2o3质量分数之和×脱硅尾矿质量+细粒溢流中sio2与al2o3质量分数之和×细粒溢流质量）÷（脱硅尾矿中cao与mgo质量分数之和×脱硅尾矿质量+细粒溢流中cao与mgo质量分数之和×细粒溢流质量），即[。

15、作为一种优选，步骤（4）中，将混合料压滤烘干至含水率＜5%，造球时长2~3h，生料球的直径范围为30~50mm，控制生料球含水率＜15%。

16、作为一种优选，步骤（5）中，将生料球先于100~120℃烘干至含水率＜5%，再将球团以8~12℃/min升温至900℃~1000℃下焙烧，恒温110~130分钟，得到熟料球团，作为黄磷生产用入炉料。

17、第二方面，本发明提供一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团，通过上述的方法得到，所述球团的酸度值为0.75~0.85，熟料球含水率＜5%，抗压强度≥2500n，转鼓指数≥60%。

18、第三方面，本发明提供一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的系统，包括：

19、分级单元，用于将脱镁磷精矿进行分级，获得粗粒沉砂和细粒溢流；

20、浮选单元，用于将粗粒沉砂进行反浮选脱硅，获得脱硅精矿和脱硅尾矿；

21、配混单元，用于将所述脱硅尾矿与步骤（1）所得细粒溢流按酸度值的要求混合配置；

22、压滤烘干单元，用于将混合料脱水烘干至一定含水率；

23、成球单元，用于将烘干后的混合料在不添加粘结剂的条件下，经造粒制成的生料球，控制生料球含水率，将生料球烘干；

24、焙烧单元，将生料球先烘干，再将球团焙烧，得到熟料球团，作为黄磷生产用入炉料；

25、其中，分级单元的输出端与浮选单元、配混单元分别连接，浮选单元的输出端与配混单元、湿法磷酸/重钙生产系统分别连接，配混单元、压滤烘干单元、成球单元、焙烧单元依次串联。

26、第四方面，本发明提供一种黄磷生产用球团在电炉法生产黄磷中的应用，将上述的球团或者上述的系统制备得到的球团，所述球团按20%~40%的质量比例替代常规黄磷生产入炉料，用于电炉法黄磷生产。

1.一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，分级是以400~500目为界，获得粗粒沉砂和细粒溢流；所述细粒溢流的mer值＞0.1，其中，mer是磷矿中镁、铁、铝有害金属杂质相对磷的占比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述脱硅尾矿中sio2含量≥50%，p2o5含量＜15%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤（2）所得脱硅精矿用于湿法磷酸或重钙生产。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，控制混合料的酸度值在0.75~0.85范围内，酸度值为：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，将混合料压滤烘干至含水率＜5%，造球时长2~3h，生料球的直径范围为30~50mm，控制生料球含水率＜15%。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，将生料球先于100~120℃烘干至含水率＜5%，再将球团以8~12℃/min升温至900℃~1000℃下焙烧，恒温110~130分钟，得到熟料球团，作为黄磷生产用入炉料。

8.一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团，其特征在于，通过权利要求1~7任一项所述的方法得到，所述球团的酸度值为0.75~0.85，熟料球含水率＜5%，抗压强度≥2500n，转鼓指数≥60%。

9.一种磷矿选矿副产制备黄磷生产用球团的系统，其特征在于，包括：

10.一种黄磷生产用球团在电炉法生产黄磷中的应用，其特征在于，将权利要求8所述的球团或者权利要求9的系统制备得到的球团，所述球团按20%~40%的质量比例替代常规黄磷生产入炉料，用于电炉法黄磷生产。