高品位磷礦石提質工藝技術研究

侯偉 李兵 吳萬昌

摘要：磷礦資源與農業、工業以及國防等領域息息相關。雖然我國是磷礦資源大國，但是我國磷礦資源平均品位處于一個較低的水平，此外，由于我國磷礦資源開采技術落后、以及不正確的開采方式，導致我國磷礦資源的大量浪費，開采的量不能滿足國內的需要，需要從國外進口，所以，提高磷礦石的開采質量和利用率，對于我國磷礦資源可持續使用是非常有用的，同時，要選擇合適的工藝要保證高品位磷礦石的開采質量，減少磷礦石的浪費。因此，本文將對高品位磷礦石的提質工藝進行闡述，為今后高品位磷礦石的合理、高效開采，提供一些幫助。

關鍵詞：高品位；磷礦石；提質工藝

磷礦資源是重要的礦產資源，在農業、工業、醫藥和國防等領域都具有重要工業價值，磷礦石主要用于磷肥、洗滌劑、磷酸鹽飼料的生產。磷礦石資源主要分布在南美、非洲和亞洲等地區，我國有豐富的磷礦資源，儲備量位居世界第二，是重要的磷礦資源供應大國。但是，由于我國高品位磷礦資源少，中低品位磷礦多，使得我國的P2O5品位在世界上處于一個較低的水平，平均僅有17%，導致國內磷礦資源的開采不能滿足自身的需要，需要從國外進口。因此，選擇合適的磷礦石提質工藝技術，提高高品位磷礦石的提取質量，對于充分利用磷礦資源是非常有必要的。

一、磷礦石資源特點

磷礦石是指在經濟上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱，其化學式為 Ca5[PO4]3（F，OH，Cl）。其中，根據P2O5的含量可以將磷礦分為不同品位的磷礦，高品位磷礦（P2O5>30%）、中品位磷礦（26%

二、高品位磷礦石提質工藝

1、擦洗脫泥工藝

擦洗脫泥工藝可以用于滇池地區，該地區含有大量的風化淋塊巖，其風化富礦品位高，MgO含量低（<1.5%），由于長期強烈的風化作用使滇池這個地區的礦石含泥量高，泥礦中含有害雜質鐵、鋁等，需要經過擦洗脫泥工藝將其去除，從而制取高濃度的磷肥。擦洗脫泥工藝可以分為破碎和篩分、擦洗、脫泥、磨礦和脫水等流程，首先，破碎和篩分，采用輕型旋回破碎機、中型圓錐破碎機分別對粒度在小于850mm的原礦進行破碎，從而制成小于25mm的粒度，然后用振動篩篩分；第二，擦洗，針對滇池地區風化礦難以擦洗的特點，利用槽式洗礦機對破碎的礦石進行擦洗，這個過程一般需要分為兩部分；第三，脫泥，采用水力旋流機進行脫泥，脫泥率可以達到10%左右，從而提高產品的質量；第四，磨礦，經過前幾步過程的洗精礦粒度如果仍無法直接滿足濕法磷酸的酸的要求，則可在流程中增加一步磨礦和相應的濃縮、過濾作業，提高P2O5的含量；最后，脫水，選擇自動壓濾機進行脫水。擦洗脫泥工藝成本相降低，采樣流程簡單，可以獲得高質量的精礦，磷精礦品位可以提升1%-3%。在滇池和海口地區都建有規模較大的擦洗廠。

2、浮選工藝

浮選工藝是磷礦富集上常用的一種工藝，其產生的產品指標穩定，可以大規模生產，有廣泛的應用。隨著工藝的不斷改進和不同磷礦的特點，浮選工藝有很多種不同方法，如正浮選、反浮選、正反浮選等。其中，反浮選工藝原理是用硫酸調節礦漿pH值，使得陰離子捕收劑在弱酸的環境中浮選碳酸鹽礦物，從而制取出磷精礦，如甕福磷礦，采用硫酸調節pH值，PA-31為碳酸鹽礦物捕收劑，當入選原礦P2O5品位為30.71%時，采用反浮選工藝獲得精礦含P2O5 35.80%，收率為97.20%的指標。但是，浮選工藝在生產的過程會有污染產生，導致周邊環境污染，所以有些區域不能使用該工藝。

3、焙燒-消化工藝

焙燒-消化該工藝適用于鈣質磷塊巖，其主要含有白云石、方解石等碳酸鹽礦物。這種工藝在國外已經有了成熟的應用，而且取得了良好的效果。該工藝的原理是將碳酸鹽礦物進行高溫加熱，碳酸鹽礦物分解產生 CaO、MgO和CO2氣體，礦石在用水消化焙燒后，其晶格和化學物理性質發生突變，使得CaO、MgO分別形成Ca（OH）2、Mg（OH）2，再使用分級技術除去氫氧化物，從而達到磷礦物富集的作用。在中國，研究人員使用煅燒，消化和分級的方法處理甕福磷礦，在原礦P2O5品位30. 38%、MgO含量3. 83%條件下，獲得了磷精P2O5品位37. 48%、MgO含量1. 27%、P2O5回收率約為95.%，同時，從焙燒尾氣中在回收元素碘，回收率大于65%。這種方法雖然效果比較不錯，但是焙燒-消化工藝耗能高，成本高和生產工藝難以控制等原因，導致該工藝在工業中還沒有得到廣泛應用。但是，分布在云南滇池、撫仙湖、星云湖附近的磷塊巖礦床，由于浮選工藝會對環境造成污染，不能在這些地區使用，而其他方法的又達不到想要的效果，因此，焙燒-消化工藝對于這些地區是一個較好的處理方法。

4、光電選工藝

近些年，光電選工藝在國外慢慢發展起來，而且通過研究和生產實踐表明這種工藝不比浮選工藝差。此外，該工藝擁有自身獨有的優點：該工藝不需要添加藥劑處理和水，這可以減少對環境的污染；與其他處理工藝相比，光電選工藝耗能最少。可以看出，光電選工藝是一種綠色環保的磷礦處理工藝，特別適合中國磷礦資源的分布。該工藝可以克服中國現有處理方法的不足，滿足中國磷工業的發展要求。

5、重介質分選工藝

重介質分選工藝流程簡單，容易操作管理，設備占地面積小以及無污染等有點受到很多企業的青睞。此外，Tti-flo設備的成功開發和應用，使得該工藝可以用于磷礦的分選。另外，該工藝對磷礦石有一定的要求，需要滿足條帶狀、團塊狀的結構，才能保證開采的質量。中國宜昌地區的分布著帶條狀磷礦，并建立了中國第一座規模為20萬噸/年的重介質工廠。

三、總結

中國高品質磷礦資源少，高品位磷礦石工藝技術水平不高，導致我國高品質磷礦石資源消耗速度增大，儲備不斷下降。因此，要加大磷礦石處理工藝科研投入，提高磷礦開采品質，同時提高對中低品位磷礦的利用，限量開采高品位磷礦，保護我國的磷礦資源。另外，由于高品位磷礦石的品位較高，在開采過程要選擇合適的處理工藝，保證高品位磷礦的開采品質，減少對環境的污染，同時，磷礦中含有稀土、氟和鈾等有用元素，重視這些物質的綜合利用，最大潛力發掘其潛在價值提高，實現磷礦的高效利用。

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（作者單位：中藍長化工程科技有限公司）