磷矿及其伴生氟碘资源..pptVIP

瓮安小春虫 磷矿伴生的稀土元素与P2O5含量呈正相关关系 全球第一套氟硅酸路线生产无水氟化氢装置 3.6 伴生碘资源的回收 海水中含有微量的碘，海洋生物特别是藻类能把它富集起来，所以现在还有从海藻中提取碘的工艺。5~6亿年前藻类的爆发对导致了海相沉积型磷矿的形成。藻类所富集的碘也随之进入磷矿，海相沉积矿一般都含碘，但储量大, 品位低, 平均含碘量 19~76mg /kg。因为含量低难以用选矿的方法提取， 一直未能得到综合回收利用。 在湿法磷酸生产过程中，碘以氢碘酸形式进入稀磷酸中，用氧化剂将其氧化为单质碘，在用热空气使单质碘升华吹出： 逸出的碘用还原剂溶液吸收富集： 吸收液富集到一定浓度后，再用氧化剂使氢碘酸氧化为单质碘结晶析出： 3.6.1 回收碘原理 3.6.2热力学分析 稀磷酸中碘主要是由游离的碘分子与离子碘组成，在酸性溶液中具有较强的氧化性，本技术采用强氧化性的H2O2 作氧化剂： 2HI+H2O2=I2+2H2O （1） E0=1.9V 根据《热力学数据》手册计算得：在298.15 K时，反应（1）的标准吉布斯自由能： ΔGθ=–358.87 KJ mol-1； 可见，H2O2在水溶液中有很强的氧化性，反应（1）可进行得很彻底，可以将离子碘（I-）氧化成分子碘（I2）。而碘分子难溶于水，具备升华性，可用空气萃取吹出。 SO2在水溶液中具有较强的还原性，从它们的标准电极电位： I2 + 2H+ +2e=2HI E0=0.535V SO2+ 2H2O -2e= H2SO4+ 2H+ E0=-0.17V 可以看出：用SO2来吸收从稀磷酸中吹出的碘，会发生比较完全的氧化还原反应。 I2 + SO2+ 2H2O→H2SO4﹢2HI (2) 根据《热力学数据》手册计算得：在298.15 K时，反应（2）的标准吉布斯自由能： ΔGθ=–404.97 KJ mol-1； 热力学计算可知：反应（2）可进行得很彻底。 3.6.3动力学实验与分析 动力学实验研究可知：没有催化剂存在的条件下， H2O2与碘的氧化反应为“一级反应”： V=kC1=kC； 即：碘与过氧化氢的氧化反应速度V与磷化工流程物流中的碘浓度C成正比。 由于磷矿伴生碘资源的品位非常低，因而磷化工流程物流中的碘浓度C也非常低， 从而导致过氧化氢与碘的氧化反应速度V极慢，不能满足工业生产。这也是目前世界上碘生产企业都不使用廉价无害的过氧化氢氧化剂的根本原因。 磷矿及其共伴生碘、氟资源 瓮福（集团）有限责任公司技术中心 解田 二〇一四年五月 报告提纲 1 磷矿资源 2 磷矿伴生资源 3 磷矿石的加工与伴生氟碘资源的回收 1 磷矿资源 磷矿主要分为海相沉积、火成岩、鸟粪石三种类型 海相沉积矿占了世界磷矿的75%，震旦纪的叠层礁和寒武纪的小壳动物繁茂和藻类的爆发对磷块岩的形成有直接影响。磷的原始物源是含磷的陆碎屑和富含磷质的海洋生物，它们共同形成了海底淤泥。在成岩过程中，这些淤泥形成了富磷的孔隙水及底水，它们就是凝胶状磷矿沉淀的直接物源。 瓮安生物群中的胚胎化石 摩洛哥磷矿森林鳄化石 磷是普遍存在的元素，在地壳中丰度占第十一位，平均含量0.12%。 具备工业开采价值的磷资源在全世界非常有限，世界磷酸盐岩经济储量180亿吨，基础储量500亿吨，其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。摩洛哥位居第一位，中国居第二位，美国居第三位。 2012年底统计数据，我国磷矿储量为202亿吨。 2 磷矿及其伴生资源 海相沉积磷矿矿物主要为氟磷灰石Ca10F(PO4)6 通常伴生有Ca、Mg、Na、Fe、AI、Cd、U、F、I、Cl、稀土等元素 以独立矿物形式存在：石英、白云石、方解石、铁矿物、粘土矿物 类质同象成分：I、U、AI、Fe、稀土 特别值得一提的是：美国、摩洛哥磷矿石中的有害元素Cd量平均达到 14mg/kg 和 37.5mg/kg，中国仅仅为 1-2mg/kg。 白云石中分布的胶磷矿 显微镜反光 放大100X 石英充填在磷灰石晶粒中 显微镜透光单偏光