高品位磷矿石提质工艺技术研究

侯伟 李兵 吴万昌

摘要：磷矿资源与农业、工业以及国防等领域息息相关。虽然我国是磷矿资源大国，但是我国磷矿资源平均品位处于一个较低的水平，此外，由于我国磷矿资源开采技术落后、以及不正确的开采方式，导致我国磷矿资源的大量浪费，开采的量不能满足国内的需要，需要从国外进口，所以，提高磷矿石的开采质量和利用率，对于我国磷矿资源可持续使用是非常有用的，同时，要选择合适的工艺要保证高品位磷矿石的开采质量，减少磷矿石的浪费。因此，本文将对高品位磷矿石的提质工艺进行阐述，为今后高品位磷矿石的合理、高效开采，提供一些帮助。

关键词：高品位；磷矿石；提质工艺

磷矿资源是重要的矿产资源，在农业、工业、医药和国防等领域都具有重要工业价值，磷矿石主要用于磷肥、洗涤剂、磷酸盐饲料的生产。磷矿石资源主要分布在南美、非洲和亚洲等地区，我国有丰富的磷矿资源，储备量位居世界第二，是重要的磷矿资源供应大国。但是，由于我国高品位磷矿资源少，中低品位磷矿多，使得我国的P2O5品位在世界上处于一个较低的水平，平均仅有17%，导致国内磷矿资源的开采不能满足自身的需要，需要从国外进口。因此，选择合适的磷矿石提质工艺技术，提高高品位磷矿石的提取质量，对于充分利用磷矿资源是非常有必要的。

一、磷矿石资源特点

磷矿石是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，其化学式为 Ca5[PO4]3（F，OH，Cl）。其中，根据P2O5的含量可以将磷矿分为不同品位的磷矿，高品位磷矿（P2O5>30%）、中品位磷矿（26%

二、高品位磷矿石提质工艺

1、擦洗脱泥工艺

擦洗脱泥工艺可以用于滇池地区，该地区含有大量的风化淋块岩，其风化富矿品位高，MgO含量低（<1.5%），由于长期强烈的风化作用使滇池这个地区的矿石含泥量高，泥矿中含有害杂质铁、铝等，需要经过擦洗脱泥工艺将其去除，从而制取高浓度的磷肥。擦洗脱泥工艺可以分为破碎和筛分、擦洗、脱泥、磨矿和脱水等流程，首先，破碎和筛分，采用轻型旋回破碎机、中型圆锥破碎机分别对粒度在小于850mm的原矿进行破碎，从而制成小于25mm的粒度，然后用振动筛筛分；第二，擦洗，针对滇池地区风化矿难以擦洗的特点，利用槽式洗矿机对破碎的矿石进行擦洗，这个过程一般需要分为两部分；第三，脱泥，采用水力旋流机进行脱泥，脱泥率可以达到10%左右，从而提高产品的质量；第四，磨矿，经过前几步过程的洗精矿粒度如果仍无法直接满足湿法磷酸的酸的要求，则可在流程中增加一步磨矿和相应的浓缩、过滤作业，提高P2O5的含量；最后，脱水，选择自动压滤机进行脱水。擦洗脱泥工艺成本相降低，采样流程简单，可以获得高质量的精矿，磷精矿品位可以提升1%-3%。在滇池和海口地区都建有规模较大的擦洗厂。

2、浮选工艺

浮选工艺是磷矿富集上常用的一种工艺，其产生的产品指标稳定，可以大规模生产，有广泛的应用。随着工艺的不断改进和不同磷矿的特点，浮选工艺有很多种不同方法，如正浮选、反浮选、正反浮选等。其中，反浮选工艺原理是用硫酸调节矿浆pH值，使得阴离子捕收剂在弱酸的环境中浮选碳酸盐矿物，从而制取出磷精矿，如瓮福磷矿，采用硫酸调节pH值，PA-31为碳酸盐矿物捕收剂，当入选原矿P2O5品位为30.71%时，采用反浮选工艺获得精矿含P2O5 35.80%，收率为97.20%的指標。但是，浮选工艺在生产的过程会有污染产生，导致周边环境污染，所以有些区域不能使用该工艺。

3、焙烧-消化工艺

焙烧-消化该工艺适用于钙质磷块岩，其主要含有白云石、方解石等碳酸盐矿物。这种工艺在国外已经有了成熟的应用，而且取得了良好的效果。该工艺的原理是将碳酸盐矿物进行高温加热，碳酸盐矿物分解产生 CaO、MgO和CO2气体，矿石在用水消化焙烧后，其晶格和化学物理性质发生突变，使得CaO、MgO分别形成Ca（OH）2、Mg（OH）2，再使用分级技术除去氢氧化物，从而达到磷矿物富集的作用。在中国，研究人员使用煅烧，消化和分级的方法处理瓮福磷矿，在原矿P2O5品位30. 38%、MgO含量3. 83%条件下，获得了磷精P2O5品位37. 48%、MgO含量1. 27%、P2O5回收率约为95.%，同时，从焙烧尾气中在回收元素碘，回收率大于65%。这种方法虽然效果比较不错，但是焙烧-消化工艺耗能高，成本高和生产工艺难以控制等原因，导致该工艺在工业中还没有得到广泛应用。但是，分布在云南滇池、抚仙湖、星云湖附近的磷块岩矿床，由于浮选工艺会对环境造成污染，不能在这些地区使用，而其他方法的又达不到想要的效果，因此，焙烧-消化工艺对于这些地区是一个较好的处理方法。

4、光电选工艺

近些年，光电选工艺在国外慢慢发展起来，而且通过研究和生产实践表明这种工艺不比浮选工艺差。此外，该工艺拥有自身独有的优点：该工艺不需要添加药剂处理和水，这可以减少对环境的污染；与其他处理工艺相比，光电选工艺耗能最少。可以看出，光电选工艺是一种绿色环保的磷矿处理工艺，特别适合中国磷矿资源的分布。该工艺可以克服中国现有处理方法的不足，满足中国磷工业的发展要求。

5、重介质分选工艺

重介质分选工艺流程简单，容易操作管理，设备占地面积小以及无污染等有点受到很多企业的青睐。此外，Tti-flo设备的成功开发和应用，使得该工艺可以用于磷矿的分选。另外，该工艺对磷矿石有一定的要求，需要满足条带状、团块状的结构，才能保证开采的质量。中国宜昌地区的分布着带条状磷矿，并建立了中国第一座规模为20万吨/年的重介质工厂。

三、总结

中国高品质磷矿资源少，高品位磷矿石工艺技术水平不高，导致我国高品质磷矿石资源消耗速度增大，储备不断下降。因此，要加大磷矿石处理工艺科研投入，提高磷矿开采品质，同时提高对中低品位磷矿的利用，限量开采高品位磷矿，保护我国的磷矿资源。另外，由于高品位磷矿石的品位较高，在开采过程要选择合适的处理工艺，保证高品位磷矿的开采品质，减少对环境的污染，同时，磷矿中含有稀土、氟和铀等有用元素，重视这些物质的综合利用，最大潜力发掘其潜在价值提高，实现磷矿的高效利用。

参考文献

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（作者单位：中蓝长化工程科技有限公司）