磷矿选矿技术进展
磷肥生产中的磷矿资源利用效率提升方法
磷肥生产中的磷矿资源利用效率提升方法磷肥是农业生产中必不可少的肥料,而磷矿是磷肥的主要原材料之一。
然而,由于磷矿资源有限,磷矿资源的合理利用成为磷肥生产过程中需要思考和解决的一个问题。
本文将探讨磷肥生产中磷矿资源利用效率的提升方法。
一、磷矿资源的勘探和储量评估为提高磷矿资源的利用效率,首先需要进行充分的勘探工作,以确定磷矿资源的准确储量。
通过勘探可了解磷矿层的分布情况、磷矿层的质量和厚度等信息,有助于合理利用磷矿资源。
此外,还需要对磷矿资源的储量进行定期评估和监测,以便及时调整磷肥生产计划。
二、磷矿资源的开采技术和设备改进在磷矿资源的开采过程中,要注重提高磷矿资源的回收率和利用效率。
可以通过引进先进的开采技术和设备,如高效回收设备、细化磨矿设备等,以提高磷矿资源的回收效率和利用水平。
此外,还要采取合理的采矿方案,避免磷矿资源的浪费和损失。
三、磷矿资源的加工和选矿技术改进磷矿资源一般需要经过加工和选矿才能获得高质量的磷矿产品。
为提高磷矿资源的利用效率,可采取以下改进措施:1. 优化选矿工艺:通过改进选矿流程、增加选矿设备的使用、优化选矿剂配方等方式,提高磷矿的选择性和回收率。
2. 引进新技术:如重介质选矿、浮选、重力选矿等,利用磁选、电选等方法进行细粒磷矿的脱水、脱硫等处理,提高磷矿资源的利用率。
3. 循环利用废弃物:对选矿过程中产生的尾矿、废弃渣、废水等进行回收和利用,减少磷矿资源的浪费。
四、磷矿资源的转化利用在磷肥生产中,磷矿资源可以通过化学反应转化为磷肥产品。
为提高磷矿资源的利用效率,可通过以下方式进行转化利用:1. 磷矿资源的合理配比:在磷肥生产中,根据不同种类的磷矿资源特性和肥料生产的要求,合理选择和配比磷矿资源,使其得到最大的利用效率。
2. 资源综合利用:探索和开发磷矿资源的多种利用途径,如磷酸盐肥料、磷酸石膏、磷化工产品等,提高磷矿资源的资源综合利用效率。
3. 磷矿资源的精细化加工:将磷矿资源进行精细化加工,获得高纯度的磷源,进一步提高磷矿资源的转化利用效率。
磷矿的开发利用现状及发展趋势
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟磷矿的开发利用现状及发展趋势我国选矿工作者对沉积型的不同类型磷矿进行了大量的研究工作,取得了较大的进展,制定了各类型的选矿工艺流程,使工艺流程日超完善、合理、成熟。
有些矿区已产生了较好的经济效益。
但大多数矿山、特别是沉积型磷矿的研究仍处在半工业性试验阶段。
近年来我国选矿科研工作所取得的新进展概述如下:(1)硅质型磷矿:这类矿脉石主要是石英、玉髓之类的硅质矿物,它与磷灰石可浮性差距大。
虽然磷矿粒度微细,一般情况下仍比较好选。
常用药剂为碳酸钠、水玻璃、氧化石腊皂。
工艺较简单、指标也较高,但磨矿粒度较细,相对能耗也高。
(2)钙质型磷矿:脉石主要为方解石、白云石,其选矿难度相对要小点。
科研工作者制定了以下流程方案。
①反浮选:即抑制磷、浮选钙质。
用硫酸调矿浆pH 值,磷酸抑制磷灰石,氧化石腊皂浮白云石、方解石。
②焙烧——消化法:原矿破碎到一定粒度时,在1000℃下焙烧,熟料用水消化、分级。
粗级别即为磷精矿。
焙烧烟气中可回收碘,CO2 气体返至含石灰乳的尾矿浆,以中和石灰乳,生成碳酸钙排至尾矿场。
此工艺可获得高品级磷精矿,含P2O538%,回收率达97%。
③光电选:当采矿中混入钙质围岩、以及矿石本身有较粗的钙质矿物时,可采用光电选预选出部分钙质矿物,减少了下一步的磨矿负荷。
(3)硅—钙质沉积磷块岩这类型选矿难度最大,是我国选矿工作者一直攻克的难关。
因此研究工作比较深、比较广。
有些矿区已使用了新技术,并取得了较好效果。
但大部分仍处于研究阶段,或半工业性阶段。
近年来科研新进展概述如下。
①反—正浮选:先选出钙质矿物,然后选磷矿。
在H2SO4 介质中用脂肪酸浮钙质矿,用磷酸或P201 抑制磷灰石。
然后再选磷灰石。
此工艺实现了较粗磨条件下的常温浮选,浮选温度可降至9℃。
另一方面,钙质和磷矿都含有同名离子—Ca++,用脂肪酸类辅收剂。
我国磷矿资源节约与综合利用关键技术
我国磷矿资源节约与综合利用关键技术
我国磷矿资源的节约与综合利用关键技术主要包括以下几个方面:
1. 矿石的选矿技术:通过选矿技术,实现对磷矿石的精细分选和提升品位,降低磷矿石的资源消耗和能源消耗。
2. 矿石综合利用技术:利用浸出、浮选、氢氟酸法等技术,从磷矿石中高效提取磷酸盐等有用成分,同时对磷矿石中的其他杂质进行有效分离和综合利用。
3. 废弃矿山资源利用技术:对于已经开采并废弃的矿山,通过研究开发新的提取和处理技术,实现对废弃矿山的资源再利用,如回收废弃石料中的磷资源。
4. 磷酸盐资源的高效利用技术:磷酸盐是磷矿石的主要产品之一,研究开发高效的磷酸盐制备技术,提高其利用率,减少浪费。
5. 循环经济技术:通过推广循环经济模式,实现废水、尾矿和废渣的资源化利用,减少环境污染同时获取经济效益。
6. 紧缺资源的替代技术:考虑到磷矿石储量有限,研究替代技术,如通过生物技术培育高效利用磷的作物品种,从而减少对磷矿石的依赖。
这些关键技术的研究和应用,将有助于提高我国磷矿石资源的利用效率,减少资源浪费,实现磷资源的可持续利用。
磷矿选矿技术提高磷品位
磷矿选矿技术提高磷品位磷矿是一种重要的资源,广泛用于化肥、农药、化学工业等领域。
而磷品位是衡量磷矿质量的重要指标,对于磷矿资源的有效利用和开发具有重要意义。
本文将重点探讨磷矿选矿技术如何提高磷品位,以实现磷矿资源的高效利用。
一、磷矿选矿技术概述磷矿选矿技术是指采用物理、化学和生物等方法对磷矿进行精选,以提高磷品位和降低杂质含量。
常见的磷矿选矿技术包括物理选矿、化学选矿和生物选矿等。
通过这些技术的应用,可以有效从原始磷矿中提取高品位的磷矿石,为后续的磷矿加工和利用提供了有力的保障。
二、物理选矿技术物理选矿技术是通过物理性质的差异来实现磷品位的提高。
常用的物理选矿方法包括重选、浮选和磁选等。
1. 重选重选是通过物料的重力或密度差异来进行分选的一种方法。
在磷矿选矿中,可以利用物料的比重差异,通过重选设备将高品位的磷矿石分离出来,提高磷品位。
2. 浮选浮选是一种利用物料在浮力作用下分选的方法。
在磷矿选矿中,可以通过调整药剂的种类和浓度,改变矿石表面的浸润性,从而实现高品位磷矿石的浮选分离。
3. 磁选磁选是利用矿石的磁性差异进行分选的方法。
在磷矿中,存在着一些含有磁性矿物的粒状物质,通过磁选技术可以将这些含磷的矿物与其他矿物进行分离,提高磷品位。
三、化学选矿技术化学选矿技术是利用化学反应来改变矿物物理性质和化学性质,从而实现磷品位的提高。
常见的化学选矿方法包括浸出、氧化还原和溶解等。
1. 浸出浸出是通过在适当的条件下,将矿石中的磷素转移到溶液中,实现提高磷品位的方法。
常用的浸出方法包括酸浸出、碱浸出和盐酸浸出等。
2. 氧化还原氧化还原是通过改变矿石中磷矿物的氧化还原状态,从而实现磷品位的提高。
常见的氧化还原方法包括焙烧、还原和氧化等。
3. 溶解溶解是将矿石中的磷矿物转化为易溶于溶液中的形式,从而实现磷品位的提高。
常用的溶解方法包括浸矿、浸出和溶解等。
四、生物选矿技术生物选矿技术是利用微生物和生物化学反应来实现磷品位的提高。
中低品位磷矿综合利用研究进展
中低品位磷矿综合利用研究进展中低品位磷矿是指磷矿石中的磷含量较低的矿石。
磷矿石是磷酸盐矿石的总称,它是农业生产的重要原料,被广泛应用于化肥、畜牧饲料、食品添加剂等方面。
随着高品位磷矿石资源的逐渐枯竭,对中低品位磷矿综合利用的研究逐渐受到关注。
本文将从权衡研究成果与未来发展方向两个方面对中低品位磷矿综合利用的研究进展进行讨论。
一、权衡研究成果1.磷矿石资源开发技术的提升。
随着科技的进步,磷矿石中磷含量低的矿石也可以通过一系列技术手段提高磷的含量,例如重力选矿、浮选、磁选等,使磷矿石的品位得到提高。
2.磷矿石资源综合利用的研究。
磷矿石中除了磷酸盐之外还含有一定的杂质,这些杂质造成了磷资源的浪费。
因此,研究者开展了对磷矿石资源中杂质的分离、提取等技术的研究,使磷资源的利用率得到提高。
3.农业废弃物的磷资源化利用。
农业废弃物中含有大量的磷元素,利用这些资源进行磷肥的制备可以提高资源的利用效率,并减少对矿石资源的依赖。
因此,研究者对农业废弃物中的磷元素进行了提取、成分分析等方面的研究,为农业废弃物的磷资源化利用提供了技术支持。
二、未来发展方向1.磷资源的低碳高效利用。
当前,我们正处于低碳经济的发展时期,因此研究者应该在磷资源的利用过程中考虑环境因素,并努力开发出低碳高效的利用技术。
2.循环经济的发展。
磷资源的开采和利用过程中产生了大量的废弃物,这些废弃物包含了磷酸盐等有价值成分。
因此,我们需要开发技术对这些废弃物进行再利用,实现磷资源的循环利用,从而减少对矿石资源的需求。
3.磷资源的高效提取技术研究。
目前提取磷资源的方法主要依靠化学提取技术,这些技术存在着工艺复杂、成本高等问题。
因此,我们需要开发出更加高效、经济、环保的磷资源提取技术,提高磷资源的利用率。
4.磷资源研究的国际合作。
磷资源的开采和利用是一个全球性的问题,各国之间应该加强合作,共同开展磷资源的研究和利用。
通过共享科研成果和资源,可以更好地解决磷资源的可持续开发和利用。
讲述难选磷矿石的选矿工艺技术
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟讲述难选磷矿石的选矿工艺技术在工艺过程中采用二段或三段脱泥,是美国和苏联的一些选矿厂的通例,如苏联卡拉套、金吉谢普磷矿选矿厂和美国佛罗里达磷矿选矿厂。
其他如印度、叙利亚、塞内加尔、多哥、约旦、伊拉克等国,都在积极开发本国的中低品位磷矿床。
中国对云南滇池附近的地表风化磷矿石,亦广泛采用多段擦洗、脱泥流程处理。
例如,近十年来,巴西在开发本国P2O5 含量为10%~15%、且含大量碳酸盐脉石、矿物嵌布粒度极细的磷灰石矿床方面已取得成功;芬兰在开发利用本国P2O5 含量在5%以下的、极低品位的磷灰石矿床方面也引起世界的注目。
为节省燃料和获取粗矿砂产品,有时仅对部门磷矿进行焙烧,如以色列内格夫磷酸盐公司研制出制沙生产线一种部门焙烧的磷酸盐新产品的方法,可节省约70%的能量。
近年来磷矿石的光电分选和重介质分选亦开始受到正视。
这些试验研究的成果和产业利用的经验,不仅促进了世界磷肥产业的发展,而且从世界范围内推进了磷矿选矿工艺流程技术的改进、革新和进展。
例如,含黄铁矿的碳酸盐型磷矿石,焙烧温度仅为650℃,同时还可利用磷矿石中黄铁矿在焙烧过程中所产生的热量,以抵偿焙烧时所需消耗热量的50%以上。
在世界磷矿石选矿实践中,目前占主导地位的选别方法,还是擦洗、脱泥、浮选和焙烧。
另外,焙烧过程中产生的钙,镁氧化物,一般可根据消化的方式采用洗矿法或风力分级法将其除去,但为了达到全部去除它们的目的,近年来又试图应用酸洗法。
采用低温焙烧磷矿石,早为美国用于选别其西部磷矿,中国天台山磷矿也曾试验过该种方法。
焙烧可在竖炉、转炉和沸腾炉中进行,后者似应列为最提高前辈的焙烧炉,故为如美国、摩洛哥和阿尔利亚的一些磷矿选矿厂所采用,但入炉原料粒度要求细。
从世界范围来看,商品磷矿石的年出产量已达一亿五千万吨,并将逐年增长。
即使苏联、美国等磷矿资源比。
矾山磷矿井下采矿
企业关注员工福利和职业发展,提供完善的薪酬体系和培训机制,为 员工创造良好的工作环境和发展空间。
推动行业可持续发展举措
资源综合利用
矾山磷矿注重资源综合 利用,通过技术创新和 工艺改进,提高磷矿资 源利用率和回收率,减 少资源浪费。
节能减排
企业积极响应国家节能 减排政策,采用先进技 术和设备降低能耗和排 放,推动行业绿色低碳 发展。
井下作业环境的安全。
应急预案制定
针对可能发生的突发事件,制定 相应的应急预案,明确应急处置 措施和人员职责,确保在紧急情 况下能够迅速、有效地进行处置
。
应急演练与培训
定期组织应急演练和培训,提高 员工的应急处置能力和自救互救 能力,确保在紧急情况下能够迅
速响应并妥善处理。
04
井下环境保护与治理
废水处理及排放控制
运输系统
井下采矿需要将采出的矿石运输到地面,因此需要建立完善的运输系统。根据矿 井的实际情况,可以选择合适的运输方式,如矿车运输、皮带运输等。同时,要 确保运输系统的安全可靠,避免发生运输事故。
03
井下安全管理与措施
安全管理体系建设
建立健全安全管理制度
加强安全培训教育
制定完善的安全生产规章制度和操作 规程,明确各级管理人员和操作人员 的安全职责。
产业协同
企业与上下游企业建立 紧密的合作关系,实现 产业协同和资源共享, 推动整个磷矿产业链的 可持续发展。
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深部开采技术
随着矿产资源向深部延伸,研发适用于深部开采的技术和装备, 解决深部开采面临的技术难题。
06
经济效益与社会责任
井下采矿经济效益分析
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采矿成本
磷矿石的浮选
磷矿石的浮选不同矿石类型的选矿工艺1.1我国磷矿石选矿近几年的研究和发展较快,从技术上来说与国外较为接近,技术和经验比较成熟。
根据不同矿石性质通常采用如下的选矿方法:硅质磷矿采用Na SiO,等抑制硅酸盐矿物而用阴离子捕收剂正浮磷酸盐矿物的正浮选工艺,分选效果较好,如宁夏贺兰山矿,工艺流程见图2。
图2 硅质磷矿正浮选工艺流程沉积钙质磷块岩采用H sO 或H PO 等抑制磷酸盐,阴离子捕收剂浮选白云石、方解石等碳酸盐矿物的单一反浮选工艺,工艺流程见图3。
对于含P O27.0% ,MgO 4.47% ,SiO,7.87%的原矿,用此单一反浮选工艺可以获得磷精矿P O 32.89% ,MgO 1.01% ,磷回收率95.32% 的良好选矿指标。
如想进一步提高品位,可采用正-反浮选工艺,即加Na CO 、Na SiO 等抑制硅酸盐,阴离子捕收剂浮选磷酸盐及含钙镁等碳酸盐矿物,然后再用H sO 或H PO 将pH值调至5.5~ 6.0以抑制磷酸盐,阴离子捕收剂反浮选碳酸盐矿物,这样可使磷精矿P O 含量提高到35.17% ,MgO降至0.78% ,R2O 31.97% ,磷回收率91.98% 的良好选矿指标,如贵州瓮福磷矿,工艺流程见图4。
图3 沉积钙质磷矿单一反浮选工艺流程图4 沉积钙质磷矿正-反浮选工艺流程沉积变质型硅.钙质磷灰岩属易浮磷灰石型磷块岩,采用Na CO 、Na SiO 等抑制硅、钙矿物,阴离子捕收剂正浮选磷灰石的直接浮选工艺,对含P:O 8.0%的原矿,经此工艺可以获得磷精矿P O 品位大于35% ,磷回收率83% 的良好指标,如湖北大悟县黄麦岭选矿厂。
沉积硅.钙质磷块岩类磷矿石即胶磷矿是磷矿石中最难选的一种。
它储量很大,占全国磷矿总储量的85%以上。
胶磷矿是一种结晶微细的与硅酸盐、碳酸盐胶结在一起的细晶磷灰石,晶格中的ca“可被Mg、Mn、Sr、Na、K、Sn等元素的离子所置换,磷酸根离子也可被其它阴离子基团所替代,造成表面性质发生变化。
磷矿开采技术方法
磷矿开采技术方法磷矿是一种重要的矿产资源,广泛应用于农业、化工、冶金等领域。
为了高效、可持续地开采磷矿,科学家们开发了多种磷矿开采技术方法。
首先,常见的磷矿开采技术方法之一是露天开采。
露天开采是指将磷矿床露天暴露,通过机械设备进行矿石的采集和矿石层的剥离。
这种方法适用于矿体比较浅埋的矿床,可以大幅度提高开采效率。
然而,露天开采对环境的影响较大,需要进行相关的治理和恢复工作,以减少对生态环境的破坏。
其次,地下开采是另一种常用的磷矿开采技术方法。
地下开采是指通过井巷和隧道等地下工程设施,将磷矿矿石从地下开采出来。
相比于露天开采,地下开采对环境的破坏较小,同时可以开采深埋的矿床。
然而,地下开采需要投入较高的成本,包括井巷的建设和维护等方面,而且存在一定的安全风险。
此外,浸出法也是一种常见的磷矿开采技术方法。
浸出法是利用化学方法将磷矿中的磷酸盐溶解出来,然后通过沉淀、过滤等工艺将磷酸盐分离出来。
这种方法适用于磷矿中磷酸盐含量较低的情况,可以提高矿石的综合利用率。
然而,浸出法对环境的污染风险较高,需要进行严格的废水和废渣处理,以减少对水环境的影响。
此外,还有一些新兴的磷矿开采技术方法正在研发和应用中。
例如,磷矿生物浸出技术利用微生物对矿石进行浸出,提高了磷酸盐的溶解率;磷矿矿石选别技术利用物理、化学等方法对矿石进行分选,提高了矿石的品位。
这些新技术的应用不仅可以提高磷矿开采效率,还可以减少对环境的影响,实现可持续发展。
综上所述,磷矿开采技术方法多种多样,包括露天开采、地下开采、浸出法等。
这些方法各有优劣,可以根据矿床的特点和环境要求选择合适的开采方法。
未来,随着科技的不断进步,新的磷矿开采技术方法将不断涌现,为磷矿资源的高效利用提供更多可能性。
磷矿选矿技术
磷矿石主要用于主产磷肥(约75%),其次用于洗涤剂、饲料添加剂、阻燃剂及其它磷制品。
当前中国和世界各国的高品位和易选磷矿资源越来越少,因此开发利用中低品位及难选磷矿资源受到普遍重视。
磷矿石是生产化肥的主要原料,因此磷矿工业是国民经济的支柱产业,磷矿选矿技术是磷矿开发利用不可缺少的技术,企业采用了先进的磷矿选矿技术必然会给企业带来较好的经济效益。
磷矿选矿技术有:1.浮选法中国磷矿普遍含MgO较高,磷矿物和脉石矿物共生紧密,嵌布粒度细,只有采用浮选法才能获得较好的分离效果,因此浮选法是中国磷矿选矿用得最多的一种方法。
浮选法包括直接浮选、反浮选、反—正(正—反)浮选和双反浮选等工艺。
生产实践中用得较多的是直接浮选工艺和反浮选工艺。
(1) 直接浮选工艺采用有效的抑制剂抑制磷矿石中的脉石矿物,用捕收剂将磷矿物富集于浮选泡沫中。
该工艺已成功地应用于岩浆岩型磷灰石和沉积变质型磷灰岩矿石的选矿工业生产中,江苏锦屏磷矿选矿厂是较为典型的例子。
沉积型硅钙(钙硅)质磷块岩是世界公认的难选磷矿石。
自“S”系列抑制剂的直接浮选工艺开发后,这类磷块岩矿石的选矿技术取得了突破性进展。
(2) 反浮选工艺反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分离,以无机酸作为矿浆pH值调整剂,在弱酸性介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石,将磷矿物富集于槽产品内。
其最大优点是实现了常温浮选,槽产品粒度较粗有利于产品后处理。
该工艺已成功地用于瓮福磷矿沉积磷块岩的选矿工业生产。
2.擦洗脱泥工艺60年代中期中国就开始对湖南浏阳磷矿进行擦洗脱泥研究,并取得一定效果。
80年代初又对云南海口磷矿进行研究,继而扩大到滇池地区的低镁风化矿。
目前该技术已开发成功并应用于滇池地区磷矿生产中。
该工艺原理简单,纯属物理选矿,即将风化磷矿石置于水中擦洗或磨剥,去除表面泥质物,使磷矿物富集。
该工艺富集比一般不大,只能使P2O5 品位提高3~5个百分点。
其中较典型而效果又较好的是海口磷矿风化矿。
磷矿选矿进展及存在的问题
磷矿选矿进展及存在的问题余永富1,2,葛英勇1,潘昌林3(1.武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070;2.长沙矿冶研究院,湖南长沙410012;3.湖北省磷化工业协会,湖北武汉430071)摘 要:介绍了世界磷矿资源现状。
概述了中国磷矿资源分布及目前生产情况。
叙述了不同矿石类型的磷矿石选矿流程及选矿效果。
指出了磷矿石选矿中存在的问题并给出了解决对策。
关键词:磷矿;选矿;浮选工艺;问题;对策中图分类号:TD92文献标识码:A文章编号:0253-6099(2008)01-0029-05Progress and Proble m s in Beneficiation of Phos phorite OresYU Yong fu 1,2,GE Y i n g yong 1,PAN Chang lin3(1.S chool of N atural R esources and Environm entalEng i n eering,Wuhan Un i v ersit y of T echno logy,Wuhan 430070,H u bei ,China;2.Chang s ha R esearch Institute of M ining and M etallurgy,Changsha 410012,H unan,China;3.H ubei Pho s phorous Che m ical Industry A ssociation,W uhan 430071,H ubei ,China )Abst ract :The status ofw orld phosphorite resources is introduced as w ell as t h e d i s tribution and production sit u ation o f Chinese phosphorite resources are descri b ed .A d iscussion is m ade on the beneficiation processes for different types o f phosphorite ores and the benefic iati o n resu lts .The prob l e m s i n the bene ficiation of phosphorite ores and counter m easures are presented .K ey w ords :phosphorite ;benefic iation ;flotati o n process ;proble m;counter m easure 磷是人类和一切动植物赖以生存的物质之一。
磷矿石选矿新技术提高品位
磷矿石选矿新技术提高品位在当今的工业化进程中,磷矿石作为重要的矿产资源,在农业、化工等领域发挥着重要作用。
然而,磷矿石中的磷品位通常较低,限制了其合理利用的效果。
因此,磷矿石选矿新技术的研发与应用迫在眉睫。
本文将介绍一些磷矿石选矿新技术,以提高磷矿石的品位。
一、磷矿石选矿新技术之气浮选法气浮选法是一种常用的磷矿石选矿方法,它利用气泡在浮选槽中的运动,将磷矿石从矿石中分离出来。
与传统的浮选法相比,气浮选法具有投资成本低、工艺流程简单等优点。
此外,气浮选法还可以通过调节浮选槽中的药剂种类和用量,优化磷矿石的选矿效果。
因此,气浮选法成为提高磷矿石品位的一种有效途径。
二、磷矿石选矿新技术之浮选渣法浮选渣法是近年来新兴的磷矿石选矿技术,其原理是在浮选过程中,通过添加特定的药剂,使磷矿石与非矿物质分离,并形成一个独立的“矿渣”相。
与传统的浮选法不同,浮选渣法可以更有效地提高磷矿石的品位。
同时,通过对“矿渣”相的处理和再选工艺,可以将被浮选渣剥离的磷矿石进一步提纯,提高其品位。
三、磷矿石选矿新技术之磷化物分离法磷化物分离法是一种较为前沿的磷矿石选矿技术,其原理是利用磷矿石中的磷化物在特定条件下形成独立的相,从而实现对磷矿石的分离和提纯。
这种技术具有选择性强、操作简便的特点,对于高品位磷矿石的提取效果明显。
然而,磷化物分离技术目前仍处于研究阶段,需要进一步优化工艺和增加实验数据的支持。
四、磷矿石选矿新技术之磁选法磁选法是一种基于磁性不同而实现矿石分离的技术。
磷矿石中常常存在磁性较强的矿物,可以通过磁选法将其从磷矿石中分离出来。
磁选法具有工艺简单、设备投资少的特点,适用于规模较小的磷矿石选矿厂。
然而,磁选法也存在一些局限性,比如对磁性矿石的选择性较强,而对非磁性磷矿石的分离效果较差。
综上所述,磷矿石选矿新技术的研发和应用对于提高磷矿石品位具有重要意义。
气浮选法、浮选渣法、磷化物分离法和磁选法等技术的应用,可以有效地分离磷矿石中的磷化物和非矿物质,提高磷矿石的品位,增加其在农业、化工等领域的应用价值。
磷矿选矿技术
磷矿石主要用于主产磷肥(约75%),其次用于洗涤剂、饲料添加剂、阻燃剂及其它磷制品。
当前中国和世界各国的高品位和易选磷矿资源越来越少,因此开发利用中低品位及难选磷矿资源受到普遍重视。
磷矿石是生产化肥的主要原料,因此磷矿工业是国民经济的支柱产业,磷矿选矿技术是磷矿开发利用不可缺少的技术,企业采用了先进的磷矿选矿技术必然会给企业带来较好的经济效益。
磷矿选矿技术有:1.浮选法中国磷矿普遍含MgO较高,磷矿物和脉石矿物共生紧密,嵌布粒度细,只有采用浮选法才能获得较好的分离效果,因此浮选法是中国磷矿选矿用得最多的一种方法。
浮选法包括直接浮选、反浮选、反—正(正—反)浮选和双反浮选等工艺。
生产实践中用得较多的是直接浮选工艺和反浮选工艺。
(1) 直接浮选工艺采用有效的抑制剂抑制磷矿石中的脉石矿物,用捕收剂将磷矿物富集于浮选泡沫中。
该工艺已成功地应用于岩浆岩型磷灰石和沉积变质型磷灰岩矿石的选矿工业生产中,江苏锦屏磷矿选矿厂是较为典型的例子。
沉积型硅钙(钙硅)质磷块岩是世界公认的难选磷矿石。
自“S”系列抑制剂的直接浮选工艺开发后,这类磷块岩矿石的选矿技术取得了突破性进展。
(2) 反浮选工艺反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分离,以无机酸作为矿浆pH值调整剂,在弱酸性介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石,将磷矿物富集于槽产品内。
其最大优点是实现了常温浮选,槽产品粒度较粗有利于产品后处理。
该工艺已成功地用于瓮福磷矿沉积磷块岩的选矿工业生产。
2.擦洗脱泥工艺60年代中期中国就开始对湖南浏阳磷矿进行擦洗脱泥研究,并取得一定效果。
80年代初又对云南海口磷矿进行研究,继而扩大到滇池地区的低镁风化矿。
目前该技术已开发成功并应用于滇池地区磷矿生产中。
该工艺原理简单,纯属物理选矿,即将风化磷矿石置于水中擦洗或磨剥,去除表面泥质物,使磷矿物富集。
该工艺富集比一般不大,只能使P2O5 品位提高3~5个百分点。
其中较典型而效果又较好的是海口磷矿风化矿。
我国磷矿选矿现状及其进展
工艺 、 重力选 矿 、 焙烧一 消化 法 、 学浸取 技术 、 电 化 光 选矿 以及联合 选矿 流程 等 。
2 1 1 浮选 工艺 ..
我 国磷矿 主要 分 布在 2 7个 省 、 自治 区 , 中湖 其
北、 湖南 、 四川 、 贵州和云南是磷矿富集 区, 5省份已 查明磷矿资源储量约 占全国 34 / 。我 国磷矿资源丰 而不 富 , 与世界 相关 国家相 比, 国磷矿 在矿石 质量 我 和可选性等方面有较大的差异。我国磷矿 富矿少, 中低 品位矿多 , 大 部 分磷 矿 必 须 经过 选 矿 富集 后 绝 才能满足磷酸和高浓度磷复肥生产的要求。在 已探 明的储量中, 沉积型磷块岩 ( 胶磷矿) 占我国总储量 的 8%, 5 且大部 分为 中低 品位 矿 石 , 物 颗 粒细 , 矿 嵌 布紧密 , 有害杂质多 , 选矿难度非 常大 , 给我国磷矿
来我 国磷矿选矿现状及其进展 , 并强 调了高效浮磷药剂的研制在开发利用中低品位难选磷 矿石中的重要作用。 关键词 : 磷矿 ; 工艺 ;药剂 ; 设备
中图 分类 号 : D 7 3 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :00 3 (0 0 0 -0 20 T 9. A 10 652 2 1 )20 2 - 4
浮选一直被认为是磷矿选矿 中最有效的方法。
磷矿 浮选法包 括 直 接 浮选 、 浮选 、 反 浮选 、 正 反 正 反
浮选 以及双 反浮选 工 艺 。1 8 9 6年 , 北荆 襄王 集建 湖
成 10万 ta 积 磷 块 岩 选 矿 厂 , 用 直 接 浮选 工 5 /沉 采
艺选别胶磷矿 , 但工业生产效果不是很理想, 尤其是 对 M O、1 F , g A: 和 e 含量较高的磷矿选矿 , 以 O O 难 达到理想指标… 。罗惠华、 钟康年等人 根据瓮福 某胶磷 矿 的性 质 , 采用 反浮选 工艺 , 结合新 型磷矿抑 制剂 , 在原 矿 PO 2 5品位 为 2 .3 、 O为 6 1% 73 % Mg 。9 的情况下 , 获得 了 P O 品位 3 .4 M O .3 25 7 3 % g 07 %、 回收率 9 .9 的磷精矿 。辽宁某磷矿原矿 PO 23% : 品位为 1 .1 , 94 % 葛英勇、 王凯金 等人针对该胶磷 矿原矿品位低 、 硅镁含量高 、 嵌布粒度细的特点 , 采
磷矿选矿进展及存在的问题
磷 是人类 和一切 动植 物赖 以生 存 的物质 之一 。磷 肥 又是农 业生 产 中不可 或 缺 的养 料 。磷 矿石 作 为磷 肥 的主要 原料 , 目前 世 界上 尚没 有 找 到 任 何 物 质 可 以 替 代 它 。随着世 界人 口的 增 长 , 的需 求 量 也 在不 断增 磷 长 … 。磷矿 资 源 的开采 已有 近 10年 的历 史 , 部 分 0 大
磷 矿 选矿不 论是 富矿多 的摩 洛 哥 还 是 贫 矿 多 的 中国 、 美 国等 国家 都非 常关 注 。
l 磷 矿 资 源
1 1 世 界磷 矿资 源形 势 . 据美 国地 质调 查局 统计 ,0 2年 世 界 磷 酸盐 岩储 20 量 1 0亿 t资源储 量 5 0亿 t主要 分布 在非 洲 、 美 、 7 , 0 , 北
Ab ta t s r c :Th t t so rd p o ph rt e o c s i nr du e swela h srbu in a d p o u t n st ai n o e sa u fwo l h s o ie r s ur e s i to c d a l s t e diti t n r d c i iu to f o o Ch n s h s h rt e o r e r e c i e i e e p o p o e r s u c sa e d s rb d. A ic so s ma e o h n fca in p o e s s fr d f r n y s o i d s us in i d n t e be e i t r c se o if e ttpe f i o e ph s h rt r sa d t e b n fca in r s t . Th o lm si h e e c ai n o h s h rt r sa d c u t r a u e o p o i o e n h e e it e ul e i o s epr b e n t e b n f ito fp o p o ie o e n o n e me s r s i a e p e e t d r r s n e . K e r s:p o p o t y wo d h s h f e;be e ca in;foa in p o e s;pr b e ; c u t r e s r i n f it i o l t to r c s o lm o nem a ue
磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路
化学与生物工程2024,V o l .41N o .05 w w w.h x y s w gc .c o m 综述专论 C h e m i s t r y &B i o e n g i n e e r i n g1基金项目:云南省张福锁院士工作站科技人才与平台计划项目(202305A F 150055),云南(昆明)张福锁高原特色现代农业院士工作站院士专家工作站项目(Y S Z J G Z Z -2022034),云南现代农业绿色关键技术创新与平台建设重大专项科技计划项目(202102A E 090053)收稿日期:2024-03-04作者简介:苗俊艳(1988-),女,河南洛阳人,工程师,研究方向:磷资源综合利用与磷复肥技术,E -m a i l :j u n ya n m i a o @163.c o m ;通讯作者:侯翠红(1970-),女,河南平顶山人,教授,博士生导师,研究方向:磷资源综合利用与磷复肥技术,E -m a i l :h c h 92@z z u .e d u .c n㊂D O I :10.3969/j.i s s n .1672-5425.2024.05.001苗俊艳,齐帅亮,侯翠红,等.磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路[J ].化学与生物工程,2024,41(5):1-8.M I A O J Y ,Q I S L ,HO U C H ,e t a l .R e s e a r c h s t a t u s a n d b r e a k t h r o u g h i d e a s o f g r e e n f u l l u t i l i z a t i o n t e c h n o l o g y o f p h o s ph a t e o r e r e -s o u r c e s [J ].C h e m i s t r y &B i o e n g i n e e r i n g,2024,41(5):1-8.磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路苗俊艳1,齐帅亮1,侯翠红1*,马 航2,谷守玉1,周凌翔2,普正仙2,屈凌波1(1.郑州大学化工学院国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心,河南郑州450001;2.云南云天化股份有限公司,云南昆明650228)摘 要:磷矿是一种战略性㊁不可再生的矿产资源㊂介绍了世界及我国磷矿资源的概况,指出了我国磷矿资源利用中存在的主要问题;从磷矿加工技术㊁磷矿加工副产物资源(如黄磷渣㊁磷尾矿㊁萃余酸㊁淤渣酸㊁磷石膏)的高效利用㊁磷矿伴生资源综合利用等3方面阐述了磷矿资源绿色全量利用技术的研究现状,并提出了磷矿资源绿色全量利用的突破思路㊂关键词:磷矿资源;绿色全量利用;黄磷渣;磷尾矿;磷矿伴生资源中图分类号:T Q 126.3 T Q 444.2R e s e a r c h S t a t u s a n d B r e a k t h r o u g h I d e a s o f G r e e n F u l l U t i l i z a t i o n T e c h n o l o g yo f P h o s ph a t e O r e R e s o u r c e s M I A O J u n y a n 1,Q I S h u a i l i a n g 1,H O U C u i h o n g 1*,M A H a n g 2,G U S h o u y u 1,Z H O U L i n g x i a n g 2,P U Z h e n g x i a n 2,Q U L i n gb o 1(1.N a t i o n a l R e s e a r c h &D e v e l o p m e n t C e n t e r f o r C a l c i u m M a g n e s i u m P h o s ph a t e C o m p o u n d F e r t i l i z e r ,S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o u U n i v e r s i t y ,Z h e n gz h o u 450001,C h i n a ;2.Y u n n a n Y u n t i a n h u a C o .,L t d .,K u n m i n g 650228,C h i n a )A b s t r a c t :P h o s p h a t e o r e i s a k i n d o f s t r a t e gi c a n d n o n -r e n e w a b l e m i n e r a l r e s o u r c e s .W e i n t r o d u c e t h e g e n e r -a l s i t u a t i o n o f p h o s ph a t e o r e r e s o u r c e s i n t h e w o r l d a n d i n C h i n a ,a n d p o i n t o u t t h e m a i n p r o b l e m s i n t h e u t i l i z a -t i o n o f p h o s p h a t e o r e r e s o u r c e s i n C h i n a .M o r e o v e r ,w e e x po u n d t h e r e s e a r c h s t a t u s o f t h e g r e e n f u l l u t i l i z a t i o n t e c h n o l o g y o f p h o s p h a t e o r e r e s o u r c e s f r o m t h r e e a s p e c t s :p h o s p h a t e o r e p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y,e f f i c i e n t u t i l i z a -t i o n o f b y -p r o d u c t r e s o u r c e s o f p h o s p h a t e o r e p r o c e s s i n g (s u c h a s y e l l o w p h o s p h o r u s s l a g ,p h o s ph a t e o r e t a i l -i n g s ,r a f f i n a t e a c i d ,s l u d g e a c i d ,a n d p h o s p h o g y p s u m ),a n d c o m pr e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f a s s o c i a t e d r e s o u r c e s o f p h o s p h a t e o r e .F u r t h e r m o r e ,w e p u t f o r w a r d b r e a k t h r o u g h i d e a s o f t h e g r e e n f u l l u t i l i z a t i o n o f p h o s ph a t e o r e r e -s o u r c e s .K e yw o r d s :p h o s p h a t e o r e r e s o u r c e ;g r e e n f u l l u t i l i z a t i o n ;y e l l o w p h o s p h o r u s s l a g ;p h o s p h a t e o r e t a i l i n g ;a s -s o c i a t e d r e s o u r c e o f p h o s ph a t e o r e,等:磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路/2024年第5期据美国地质调查局(U S G S2023)显示,2022年世界磷矿资源量超过3000亿t;世界磷矿储量为720亿t,其中最大的磷矿床位于摩洛哥(500亿t),约占世界储量的70%;中国磷矿储量为19亿t,仅占世界储量的2.64%[1],如果按照近几年磷矿年均开采量超过1亿t估算,我国目前磷矿储量仅可保障不到19年的磷资源需求㊂2022年,世界磷矿产量为2.2亿t[1],中国㊁摩洛哥㊁美国㊁俄罗斯等4个国家的磷矿产量总和占世界磷矿产量的72.2%,其中中国位居第一(8500万t),占世界磷矿产量的38.6%,摩洛哥(4000万t)占18.2%,美国(2100万t)占9.5%,俄罗斯(1300万t)占5.9%㊂磷矿是一种不可再生的战略资源㊂近20年来,世界商品磷矿平均品位不断下降,同时品质恶化㊂随着富磷矿资源的日益枯竭,高浓度磷肥企业面临严峻挑战,我国也将迈入以开发利用中低品位磷矿为主的时代㊂因此,研究磷矿资源的全量利用已成为磷及磷化工领域的当务之急㊂在此,作者指出我国磷矿资源利用中存在的主要问题;从磷矿加工技术㊁磷矿加工副产物资源(如黄磷渣㊁磷尾矿㊁萃余酸㊁淤渣酸㊁磷石膏)的高效利用㊁磷矿伴生资源综合利用等3方面阐述磷矿资源绿色全量利用技术的研究现状,并提出磷矿资源绿色全量利用的突破思路,旨在促进磷资源绿色可持续发展㊂1磷矿资源利用中存在的主要问题1.1中低品位磷矿多,开采难度大我国近90%磷矿为中低品位磷矿,平均P2O5品位仅16.85%,具有利用和经济价值的磷矿储量仅占总储量的22%[2]㊂我国磷矿资源分布不均,云南㊁贵州㊁湖北㊁四川等4省磷矿储量占我国总储量的85.5%㊂我国磷矿石87%为沉积岩,70%为中低品位胶磷矿,矿物颗粒细,嵌布紧密,有害杂质多,开采难度大㊂1.2磷矿加工副产物资源化利用率低湿法磷酸生产磷铵等高浓度磷肥不能直接利用中低品位磷矿,通过选矿富集会产生大量磷尾矿;在酸法加工过程中需去除钙㊁镁㊁硫等中微量元素,会产生大量的萃余酸㊁淤渣酸和磷石膏,造成资源浪费和环境污染;在传统复合肥生产工艺中,后续工段需额外添加作物所需的中微量元素,增大了工艺难度,提高了生产成本㊂每生产1.00t磷精矿副产0.44t磷尾矿[3]㊂我国磷矿企业副产磷尾矿㊁淤渣酸㊁萃余酸分别为800~ 900万t㊃a-1㊁200~300万t㊃a-1㊁100~200万t㊃a-1㊂如何实现副产物的资源化利用,是大部分磷化工企业急待解决的技术难题㊂磷尾矿堆积不仅污染环境㊁破坏生态,还存在巨大的安全隐患㊂截至2020年,我国磷尾矿堆存量约12亿t,但利用率仅17%[4]㊂目前,低品位磷矿㊁磷尾矿主要用于矿山回填㊁生态恢复和建筑材料等,伴生的大量钙㊁镁㊁硅㊁铁等植物必需的元素未得到有效利用,应加强对中低品位磷矿及磷尾矿的综合利用研究㊂1.3磷石膏综合利用率低磷酸生产中副产大量磷石膏,每生产1.0t磷酸,约副产4.5~5.0t磷石膏㊂目前,世界磷石膏堆存量已超过60亿t,且每年仍以2亿t的速度递增,但世界综合利用率仅约25%,大部分国家仍以堆存为主[5]㊂据中国磷复肥工业协会统计,2021年我国磷石膏产生量约为8000万t,磷石膏资源综合利用率达到约45.6%[6]㊂载至2021年,我国磷石膏堆存量约8.7亿t㊂目前,磷石膏综合利用依然以传统途径为主,其中水泥缓凝剂制备用磷石膏占27.9%㊁外售外供用磷石膏占18.4%㊁生态修复用磷石膏占13.7%㊂1.4黄磷渣利用率低随着高品位磷矿资源的大量消耗,磷矿石向低品位㊁高镁型原料结构转变,导致渣系熔点升高,而原有的C a O-S i O2-A l2O3渣相体系和冶炼操作制度与新的炉料结构不匹配㊂目前,传统热法黄磷工艺难以利用中低品位磷矿,存在能耗高㊁环境不友好㊁水淬渣价值低等问题,且黄磷粉矿无法入炉,利用率低㊂每生产1 t黄磷,约副产8~10t黄磷渣[7]㊂据统计,2020年黄磷渣产生量约1亿t,利用率为50%[4]㊂2磷矿资源绿色全量利用技术研究现状 十四五 期间,我国磷化工行业通过技术改造和创新发展,继续提高资源利用率,最大限度实现源头减排,并取得了显著成效:磷综合回收率提高2%,其中磷矿选矿磷回收率提高3%,磷酸生产磷得率提高1%;磷石膏综合利用率提高20%;磷肥生产综合能耗达到先进水平的企业产能占比提高10%;主要污染物排放量下降30%[8]㊂面对 2030年碳达峰,2060年碳中和 的双碳目标及现代农业绿色高质量发展提出的绿色智能肥需求,迫切需要提升磷资源综合利用水平,研究磷矿资源绿色全量利用对提升我国磷资源可持续保障能力和高效高值利用水平具有重要意义㊂磷矿资源绿色全量利用主要强调磷矿资源加工生产全链条的资源利用效率最大化及堆存废弃物的产生最小化[9]㊂2.1磷矿加工技术2.1.1磷矿湿法加工苗俊艳,等:磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路/2024年第5我国建立了较为完善的湿法磷酸产业体系,包括磷矿采选㊁湿法磷酸㊁磷肥㊁基础磷酸盐㊁湿法磷酸净化等,磷矿湿法加工生产技术和装备达到国际先进水平[10]㊂传统磷酸一铵生产过程中,湿法磷酸中铁㊁钙㊁镁㊁锰等杂质离子易被磷元素固定,水不溶物含量高㊂四川大学开发的原位法磷酸一铵是利用 湿法磷酸原位法螯合-氨中和反应 技术直接生产含中微量元素的新型磷肥,充分利用了湿法磷酸中的杂质离子,并提高了磷利用率[11]㊂侯翠红等[12]开发了含氮酸解剂分解中低品位磷矿一步法生产中浓度㊁多元素㊁功能性复合肥料的清洁生产工艺,实现了磷石膏零排放,克服了传统的磷矿酸解工艺缺点,避免了过磷酸钙生产堆置熟化过程,大幅度降低了含氟气体的逸出,改善了生产操作环境㊂孟品品等[13]开发了冷冻法硝酸磷肥工艺,利用50%~ 65%的稀硝酸分解磷矿,使磷矿分解率提高至99.5%以上,实现了磷石膏零排放,并将磷矿中的钙转化为5C a(N O3)2㊃N H4N O3㊃10H2O,使肥料养分多元化,各养分协同增效;副产品四水硝酸钙可用于生产硝酸铵钙等产品,还可代替传统的硝酸铵产品,提高了产品附加值,实现了磷资源的综合利用㊂胡兆平等[14]开发了硝酸分解磷矿连续脱钙生产硝基复合肥工艺,以磷矿石原矿为原料,通过酸不溶物分离㊁脱钙工序中硫酸钙晶型精确控制㊁脱钙酸解液中和浓缩等技术创新与集成,脱钙率高达95%以上,二水石膏中w(P2O5)<0.2%;含有机物的黑色滤渣通氨中和后可制成有机-无机复混肥,实现了磷㊁钙及有机物的综合利用㊂硝酸分解磷矿生产硝酸磷肥㊁饲料磷酸氢钙㊁硝酸钠工艺,避免了磷石膏的排放,促进了磷资源循环可持续发展[15]㊂2.1.2磷矿热法加工热法钙镁磷肥生产工艺是以磷矿和蛇纹石为原料,通过高炉㊁电炉或平炉高温熔融后经水淬急冷为玻璃结构肥料产品,产品含有磷㊁钙㊁镁㊁硅等中微量营养元素,具有改良土壤的功能[16]㊂传统钙镁磷肥配料计算是通过手绘图确定低共熔点配料区,郑州大学采用热力学软件计算确定最佳配料区,方便快捷;同时针对热法过程中炉料熔融温度高㊁能耗高的问题,开发高效助熔剂来降低熔融温度,添加3%~5%的K2O能将C a3(P O4)2-S i O2-M g O三元体系的熔融温度降低约80ħ,产品中营养物质的有效率提高5%[17]㊂针对砂性钙镁磷肥造粒难㊁粉状施用不便的问题,郑州大学攻克砂性肥料造粒颗粒强度与溶散性相协调的关键技术难题,开发了圆颗粒中微量元素肥生产工艺,为我国肥料产业转型升级提供了重大技术支撑;郑州大学自主研发了砂性材料专用连续化成套造粒装备,建成年产20万t工业化生产装置,实现低成本㊁连续化㊁规模化生产[18],为有色金属冶炼熔渣㊁黄磷渣㊁钢铁冶炼炉渣等其他砂性材料资源化与高值化利用提供了可行的技术路径㊂针对我国中低品位磷矿传统热法磷酸生产工艺资源利用率低㊁能耗高㊁固废排放量大等产业难题,J i n g 等[19]研究助熔调控技术,构建了非常规热法制酸的烧结㊁熔融体系,对P2O5-C a O-S i O2-M g O-R复杂多元体系进行研究,优化黄磷炉料配方,采用助熔剂降低熔融温度,磷逸出率在97%以上,微量元素活化率大于90%,最终实现中低品位磷矿资源的清洁化高值利用和重污染危险固废近零排放㊂李银等[20]研究发现,与硅石助熔相比,钾长石助熔时黄磷生产操作温度降低了215ħ,活化能降低了3.2k J㊃m o l-1,具有较好的节能降耗效果㊂窑法磷酸可直接使用中低品位硅质磷矿,其技术原理是在同一回转窑中进行磷矿还原/黄磷氧化,将氧化热直接用于磷矿还原㊂与热法相比,窖法磷酸技术为一步法,且工艺简单㊁设备简单㊁能耗较低㊂20世纪80年代中期,我国开始对窑法磷酸技术进行研究,并形成了以中石化南京工程有限公司江善襄为代表的T T K隧道窑窑法磷酸工艺和以长沙矿冶研究院有限责任公司侯拥和为代表的C D K窑法磷酸工艺的技术路线,但目前均未实现产业化应用[21-22]㊂2.1.3磷矿物理活化利用磷矿物理活化主要通过机械破碎㊁改变磷矿粒径㊁增大比表面积,提高磷的溶解性和枸溶率㊂机械化学法活化磷矿时,由于C O2-3取代P O3-4和OH-的掺入,磷矿粒径明显减小,结晶度降低,结构缺陷增加,晶体结构发生转化,磷的溶解性显著提高[23]㊂磷矿粉超微细化处理可提高有效磷的含量,添加活化剂可以缩短研磨时间并提高磷的有效性[24];利用磷尾矿加工微晶化磷矿粉,大幅度提高磷矿粉的枸溶率,促进了作物对氮㊁磷㊁钾元素的吸收[25]㊂磷矿经过微晶化处理,内部晶格结构发生畸变,活化能增大,磷元素释放率提高10倍以上;施用微晶化磷矿粉使大田中磷元素流失减少60%左右,氮元素流失减少20%左右[26]㊂华南农业大学开发了无酸活化磷肥工艺技术,以低品位磷矿为原料,加入适量活化剂研磨加工制成活化磷,不需选矿,不排放尾矿㊁磷石膏㊁氧化镁渣等,添加活化剂可以使各类尾矿和工业副产废渣转化成活化磷㊁钾㊁硅等系列中微肥产品和土壤调理剂;磷矿粉经促释处理后,生物有效性大幅提高,且活化态有效性有别于高度水溶,等:磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路/2024年第5期的经典有效性,具有适度水溶㊁一步到位的优势[27]㊂2.1.4磷矿生物活化利用解磷微生物能够将难溶性磷转化为植物可以吸收利用的有效磷,通过释放磷酸酶和有机酸降低土壤p H值,并通过额外的磷吸附位点增强螯合活性,将土壤磷溶解为植物可利用的可溶性正磷酸盐[28]㊂华南农业大学用生物酶活化剂代替硫酸生产磷肥,可节酸降耗㊁简化生产过程㊁降低生产成本,有利于开发中低品位磷矿[29]㊂K o r z e n i o w s k a等[30]将粪肥等有机肥或有机废弃物与磷矿粉混合堆肥处理,可发酵产生有机酸或腐殖质等物质,使磷矿粉中磷的溶解度显著提高㊂张传光等[31]对比研究了2种菌剂对低品位磷矿中磷的活化效果,发现菌剂处理的全磷含量较初始含量增加约100%,提高了有效磷和水溶磷的含量㊂徐广等[32]研究发现,3种类型微生物在N B R I P培养基中均能有效溶解低品位磷矿;在微生物菌群作用下,磷矿表面的官能团发生变化,矿物红外光谱中3400~ 2500c m-1处的吸收峰强度越大,培养液中的可溶磷含量越高㊂李凌凌[33]研究了嗜酸硫杆菌浸出中低品位磷矿,嗜酸氧化亚铁硫杆菌以黄铁矿为能源,在最优条件下,22d浸磷率高达70.15%;嗜酸喜温硫杆菌以硫粉为能源,在最优条件下,11d浸磷率高达95.24%㊂通过不同植物间的互作可促进植物活化吸收土壤中有机磷和无机难溶磷;低磷环境下植物根系分泌的磷酸酶㊁低分子有机酸等改善了根际环境,也可以促进根系对有机磷和无机难溶磷的吸收及利用[34]㊂植物与外生菌根真菌形成外生菌根共生体,可以显著提高土壤磷的有效性[35];酸性土壤条件下,玉米接种不同类型的丛枝菌根真菌均能显著增加籽粒产量及其磷㊁钾累积量[36]㊂关于解磷微生物分解中低品位磷矿,国内外已开展诸多研究[37],对于中低品位磷矿的资源化利用具有非常重要的意义㊂2.2磷矿加工副产物资源的高效利用2.2.1黄磷渣资源化利用黄磷渣在水泥㊁混凝土㊁微晶玻璃㊁陶瓷材料㊁烧砖㊁白炭黑等方面的应用已有诸多研究㊂陈杉[38]以黄磷渣为原料生产硅酸盐水泥熟料,发现黄磷渣的加入有助于改善生料易烧性,提高熟料28d强度,降低熟料能耗㊂高旭伟[39]以黄磷渣㊁废玻璃为主要原料,加入形核剂T i O2㊁烧结剂Z n O,采用一次烧结法制备了C a O-A l2O3-S i O2系磷渣微晶玻璃;在磷渣微晶玻璃中加入造孔剂聚乙烯醇,采用一次烧结三步热处理法制备了多孔磷渣微晶玻璃,具有较好的透水性能㊁机械性能和耐酸碱性能㊂针对传统电炉法黄磷副产物水淬渣低值化利用(排放或水泥炉料)难题,基于黄磷生产过程中磷高效逸出的前提下,通过调节磷矿还原熔融工艺参数,提高黄磷渣中硅和钙的活性,实现中微量元素矿物源头添加与硅钙协同活化㊂H o u等[40]研究表明,黄磷渣中78.28%的磷㊁90.03%的钙和77.12%的硅被活化,易于被水稻根系吸收,并制备了满足农业需求的中微量元素功能肥及水稻专用肥㊂为解决黄磷粉矿无法入炉㊁资源化利用率低的问题,实现不同资源的合理利用,姚远等[41]开发了一种利用低品位磷矿及磷化工废料制备烧结球团的工艺,将黄磷筛下矿与低品位磷矿混合,以磷渣酸作为粘结剂㊁黄磷尾气作为热源干燥球团,实现了黄磷筛下矿㊁筛下炭㊁低品位磷矿㊁黄磷尾气的高值化利用;2020年完成中试装置的建设,生产球团产品近1000t,球团产品在反应过程中不会粉化,磷还原率高于95%㊂2.2.2磷尾矿资源化利用卢玉莲等[42]开发了中低品位磷矿及磷尾矿煅烧㊁硝酸铵浸出钙镁制备低镁磷精矿及回收高纯钙镁产品集成技术,磷回收率大于99%,磷精矿P2O5品位为36%~38%,含M g O0.3%~0.8%,无废水和固废产生,同时副产高纯碳酸钙和氢氧化镁㊂侯翠红等[43]开展了以磷尾矿制备多元素基质土产品研究,在磷尾矿有害组分评价基础上,通过添加基质土改性剂㊁有害组分调控剂及有机质等对磷尾矿基质土的理化性能和元素组分等进行全面提升,建设了一套40万t一体化生态修复装置,完成了1.6万m2的边坡生态修复㊂云南磷化集团有限公司开发了尾矿预浮选-浓缩-磨矿-分级-再选的尾矿资源化利用新工艺,浮选尾矿品位由9%降至7%以内,精矿产率提高3%以上,累计多回收精矿22.71万t,可减少原矿开采32.44万t,通过增收减排累计实现利润近5000万元[44]㊂2.2.3萃余酸㊁淤渣酸㊁磷石膏资源高值化利用萃余酸是湿法磷酸经溶剂萃取的副产物,具有黏度大㊁易结垢等特点,难以直接应用到生产中;淤渣酸是稀磷酸沉降和磷酸浓缩的副产物,主要成分是磷酸化合物㊁石膏和氟硅酸等㊂萃余酸可以代替部分湿法磷酸生产磷酸铵类肥料㊁三聚磷酸钠[45]㊁磷酸二氢钾[46]㊁工业级磷酸一铵[47]㊁磷酸脲和磷镁肥[48]㊁磷酸氢二钠等高附加值化工产品[49]㊂傅英等[50]将淤渣酸㊁萃余酸作为调整剂用于磷矿浮选,为其在工业生产中用作磷矿浮选酸性调整剂提供了依据㊂传统岩棉纤维以熔融高炉渣为主要原料㊂郑州大学以磷石膏为主要原料,通过配料计算,源头添加一定苗俊艳,等:磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路/2024年第5量的含硅㊁铝㊁镁的硅石㊁粉煤灰㊁高炉渣等,通过还原㊁焙烧㊁熔融等工艺将磷石膏中的硫还原成S O2用于制酸,同时得到的熔融炉渣通过喷吹或离心工艺,直接生产岩棉纤维,将磷石膏制酸和岩棉纤维技术进行耦合,通过一步法实现磷石膏中硫的循环回收和熔融炉渣的高附加值利用[51]㊂王辛龙等[52]开展了硫磺低温分解磷石膏制高浓度S O2技术及C a O残渣高值化利用技术,建立了万吨级示范装置,实现了磷石膏转化率99%㊁分解温度1050ħ㊁S O2浓度12.2%的工艺指标㊂减少磷石膏杂质含量㊁提高磷石膏性能㊁降低利用成本是加快磷石膏资源化利用的关键㊂金正大生态工程集团股份有限公司开发的α-石膏法磷酸技术采用串联连续转晶工艺,通过热能迁移技术实现化学能的有效利用,将α-半水石膏中总磷含量由0.8%以上降至0.2%以下,含水量由40%~45%降至20%~ 25%,改变了磷石膏晶体结构,磷石膏强度达到α40,有效提高了磷石膏品质,将磷石膏从废弃物转变为资源,目前已建成年产30万tα-石膏法磷酸示范装置[53]㊂此外,磷石膏可以用来生产石膏精密砌块㊁无纸面石膏板㊁α-高强石膏粉㊁无水Ⅱ型填料等高附加值产品,还可应用于土壤改良领域[54]㊂2.3磷矿伴生资源综合利用我国磷矿伴生资源主要是以氟㊁碘㊁稀土等元素为主的外生磷矿和以磁铁矿㊁钛磁铁矿㊁黄铁矿㊁钾长石等为主的内生磷矿㊂含氟废气可以生产氟硅酸盐㊁氟化铵㊁氟化氢铵㊁冰晶石㊁无水氟化氢等㊂贵州磷化(集团)有限责任公司首创磷矿伴生氟资源循环回收技术,将磷矿石中含量仅3%的氟转变成无水氟化氢,氟利用率为65%,开辟了一条绿色环保制氟新途径[55]㊂瓮福(集团)有限责任公司成功开发了新型无水氟化氢工业化技术,2019年无水氟化氢产能达10万t㊃a-1,氟利用率达20%[56]㊂伴生碘资源的利用主要是将低浓度的碘通过富集得到碘单质㊂彭宝林等[57]以H2O2为氧化剂,采用空气萃取法利用S O2循环吸收液从稀磷酸及氟硅酸中吹出碘,碘总回收率约70%㊂稀土元素是一种重要的战略资源㊂磷矿中稀土元素的含量一般小于0.1%,单纯提取并无经济优势,需与磷酸生产相结合,提取方法可分为硫酸法㊁硝酸法㊁盐酸法㊂刘珍珍等[58]采用 浮选-磁选 流程对含稀土氧化物R E O2.48%㊁P2O519.73%的稀土磷矿进行选矿,得到R E O含量为98.31%的氧化稀土产品,选矿流程中稀土回收率为62.66%㊂陈文祥[59]采用一粗三扫反浮选流程对织金磷矿进行选矿,得到的磷精矿中三价稀土氧化物R E2O3含量为0.22%,回收率为82.58%;然后采用3次循环浸出化学选矿工艺富集磷精矿中的稀土,R E2O3含量从0.13%提高到0.92%,回收率达91.90%;再采用盐酸常压加温浸出工艺提取磷精矿中的稀土,R E2O3浸出率为96.44%;最后将稀土浸出液旋转蒸发降酸除氟脱硅,得到R E2O3含量为56.69%的稀土氧化物产品㊂谢娟等[60]采用碳化法对高镁磷尾矿中的磷㊁镁㊁钙进行分离,经过煅烧㊁消化㊁碳化㊁热解等工序得到碱式碳酸镁和磷精矿㊂中南冶金地质研究所自主研发了一套钙镁质磷尾矿综合利用方案:回收的钙镁组分满足耐火材料用白云石相关标准,制备出耐火度高于1 800ħ㊁显气孔率为2.2%㊁体积密度为3.14g㊃c m-3的钙镁砖耐火制品;回收的P2O5品位达22.23%,用于制备钙镁磷肥;利用回收的硅组分制备出符合M U15标准的尾矿砖,实现了钙镁质磷尾矿的全资源化利用[61]㊂磷矿湿法生产中,硅资源主要以H2S i F6㊁S i F4㊁N a2S i F6㊁(N H4)2S i F6㊁K2S i F6㊁无定形S i O2等酸不溶物的形式存在[62]㊂磷矿中硅资源利用主要有以下2种方法:一是以S i F4㊁H2S i F6㊁N a2S i F6等作为硅源,采用氢化铝钠与S i F4反应制备硅烷;二是以无定形S i O2为硅源制备纯硅[63]㊂云天化国际化工股份有限公司以S i O2为硅源,以木炭㊁石油焦为碳源,采用碳热还原法制备了纯度为99.99%的单质硅[62]㊂3磷矿资源绿色全量利用的突破思路我国磷化工产业正处于结构调整和转型升级的关键时期,还存在诸多薄弱环节,磷矿资源梯级利用水平仍有待提升,磷矿高效选矿㊁新型磷矿酸解㊁湿法磷酸深度净化等关键技术尚未完全突破㊂中国磷肥工业协会提出要强化磷矿资源的科学开采,提高磷矿开采回收率;提升磷矿加工工艺,提高P2O5回收率,减少磷尾矿排放量;实现磷矿加工㊁磷酸生产及磷石膏和磷尾矿储存闭路循环,实现污水零排放㊁尾气超低排放[64]㊂磷矿资源的可持续循环发展需要满足经济㊁环境和社会等3方面的平衡㊂从磷矿固废资源中回收磷资源是可持续发展愿景的一部分,应推广经济㊁创新低品位磷矿加工方法以降低生产成本,使生产能力最大化㊂建议磷酸盐生产企业通过减少开采和运输过程中的二氧化碳和粉尘排放;减少矿山废物产生并对废物资源化再利用;减少能源消耗,促进磷资源可持续发展[65]㊂从磷复肥生产角度提出磷矿资源绿色全量利用的突破思路:(1)创新磷矿资源中养分绿色㊁高效㊁智能活化与半活化生产技术,通过作物信号调控物质协同增,等:磷矿资源绿色全量利用技术研究现状及突破思路/2024年第5期效等新工艺手段,实现磷矿资源中养分的高效㊁全量利用[66];(2)开发新型磷矿酸解技术,加快中低品位磷矿湿法加工一步法生产复合肥工艺的推广应用;(3)加强磷矿热法加工过程中节能降耗技术研发及产业化实施;(4)加快中低品位磷矿和磷尾矿制基质土㊁土壤调理剂及中微量元素肥工艺的推广应用;(5)加强磷石膏综合利用技术研发;(6)突破磷矿㊁磷尾矿㊁固废中伴生元素的资源化利用技术,开发高附加值产品㊂参考文献:[1] U n i t e d S t a t e s G e o l o g i c a l S u r v e y.M i n e r a l C o mm o d i t y S u mm a r i e s2023[E B/O L].h t t p s://d o i.o r g/10.3133/m c s2023,2023-01-31.[2]雷雅茹,宋心怡.磷资源绿色开发和高效利用迫在眉睫[J].中国农资,2023(11):3.[3]周倩倩,周克清.磷尾矿资源综合利用现状研究[J].化工矿物与加工,2018,47(9):67-70.Z H O 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磷矿石的选矿技术及现状
磷矿石的选矿技术及现状发表时间:2019-05-08T14:44:15.770Z 来源:《科技新时代》2019年3期作者:董礼辉[导读] 磷矿石是生产化肥的主要原料,因此磷矿工业是国民经济的支柱产业,磷矿选矿技术是磷矿开发利用不可缺少的技术,企业采用了先进的磷矿选矿技术必然会给企业带来较好的经济效益。
略阳杨家坝矿业有限公司陕西省汉中市 723000摘要:磷矿石是生产化肥的主要原料,因此磷矿工业是国民经济的支柱产业,磷矿选矿技术是磷矿开发利用不可缺少的技术,企业采用了先进的磷矿选矿技术必然会给企业带来较好的经济效益。
关键词:磷矿石;选矿技术;现状;经济效益引言磷矿石主要用于主产磷肥(约75%),其次用于洗涤剂、饲料添加剂、阻燃剂及其它磷制品。
当前中国和世界各国的高品位和易选磷矿资源越来越少,因此开发利用中低品位及难选磷矿资源受到普遍重视。
一、以S系列药剂为抑制剂的“直接浮选”技术该技术适用于嵌布粒度很细的硅一钙质胶磷矿。
方法是将磷矿石一次磨细到单体解离,添加S系列抑制剂将所有脉石矿物抑制,然后添加捕收剂将磷矿物浮出。
该工艺具有流程简单。
杂质分离效率高的优点。
该技术居世界领先水平。
已被中国湖北省的王集(规模 150万吨/年)和大峪口( 150万吨/年)两个大型磷矿选矿厂采用。
当原矿P2O5品位=15-18%, MgO 4-6%时用该工艺可获得P2O5=30~34%、MgO=1.5~2.O%、P2O5回收率8O%以上的技术指标。
二、“单一碳酸盐浮选”技术该技术适用于高碳酸盐低硅含量磷矿石,是在弱酸性介质下抑制磷矿物,然后用选择性强的捕收剂浮出碳酸盐矿物。
该工艺简单、碳酸盐分离效率高、实现了常温和低温浮选。
该工艺对碳酸盐的脱出率一般可达80%以上,可以将磷精矿的 MgO降到 1%以下。
浮选精矿P2O5品位和原矿硅酸盐的含量有关,原矿中硅酸盐越低,精矿P2O5品位可以很高,反之精矿P2O5品位就不易提高,精矿P2O5回收率一般可达80%以上。
磷矿开采技术方法
磷矿开采技术方法磷矿是一种重要的矿石资源,广泛应用于化肥、农药、电子、医药等领域。
对于磷矿的开采,高效、环保的技术方法是至关重要的。
本文将介绍几种常见的磷矿开采技术方法。
目前,常见的磷矿开采技术方法包括地下开采和开放式开采两种。
地下开采是指将磷矿通过采矿井从地下开采出来。
地下开采通常适用于矿石埋藏较深或采矿规模较大的情况。
地下开采包括井巷法和岩石法两种。
井巷法是一种常见的地下开采方法。
它通过在矿山地下开挖水平和倾斜的巷道将矿石运输到地表。
井巷法具有采矿效率高、能耗低等优点,适用于矿体规模较大、矿石品位较高的矿山。
岩石法是另一种地下开采方法。
它通过在矿区地下挖掘成挺墙、平水、粉碎等方式将矿石开采出来。
岩石法适用于矿体规模较小、以矿石品位较低为主的矿山。
开放式开采是指将磷矿从地表开采出来。
开放式开采通常适用于矿石埋藏较浅或矿石规模较小的情况。
开放式开采包括平巷法和坑道法两种。
平巷法是一种常见的开放式开采方法。
它通过在地表开挖水平巷道将矿石运输出来。
平巷法具有开采效率高、工序简单等优点,适用于矿体规模较大、矿石露天暴露的矿山。
坑道法是另一种开放式开采方法。
它通过在地表挖掘坑道将矿石开采出来。
坑道法适用于矿体规模较小、以矿石品位较低为主的矿山。
除了上述正常开采方法外,还有一些特殊的磷矿开采技术方法,例如浮选法、湿法矿石处理法等。
这些技术方法可以根据矿石的特点和开采条件来选择使用,以提高开采效率和保护环境。
总之,磷矿开采技术方法依据地下或地表矿石的不同,包括地下开采和开放式开采两种。
井巷法、岩石法、平巷法和坑道法是常见的技术方法,根据矿石特点和开采条件可以选择合适的方法。
同时,特殊技术方法如浮选法和湿法矿石处理法也提供了一些新的开采途径。
通过运用科学的开采技术方法,磷矿资源能够高效开发利用,促进矿山经济的可持续发展。
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型磷 酸盐 , 目前 工 业 上 开 发 利 用 的 磷 矿 石 资 源 主 要 是 磷 灰 石 型 磷 酸 盐 矿 石 。 磷 灰 石 ( a [ O ] F C , H) , 据 附 加 阴 c P ( , 1O ) 根
离 子 的 不 同 , 灰 石 可 分 为 :氟 磷 灰 石 ( a 磷 c [ O ]F) 氯 磷 灰 石 ( a [ O ]C ) 羟 基磷 灰 石 P 、 C P 1 、
矿 石 类 型 的选 矿 工 艺及 选 矿效 果 和 浮选 药 剂 进 展 。 关 键 词 :磷 矿 ; 矿 工 艺 ; 收剂 ; 制 剞 选 捕 抑
中 图分 类 号 :D 7 T 9
文 献标 识码 :A
PROGRES N S I BENEF CI I AT1 0N OF PH0S PHORI TE ORES
石, 实现 磷资 源 的可持续 发展 , 于保 障我 国农 业 生 对
产 及 国 民 经 济 的健 康 发 展 意 义 重 大 。
1 磷 矿 石 的 矿 物 学 特 征
自然 界 中 的 含 磷 矿 物 很 多 , P 0 在 1 以上 含 , % 的 矿 物 大 约 有 2 0多 种 ,但 有 经 济 意 义 的 并 不 多 。 4 按 化 学 成 分 可 划 分 两 大 类 : 灰 石 型 磷 酸 盐 及 含 铝 磷
收 稿 日期 : 0 0— 3— 9 2 1 0 2
s mma i e u rz d.
KEY O R DS: p o p rt b n fc ain t c n lg c le tr d p e s r W h s ho i e; e e iito e h o o y; o lco ; e r so
自 16 6 9年 发 现 磷 元 素 以 来 , 今 , 已 被 广 泛 迄 磷 应 用 于 国 防 、 航 、 空 、 工 、 品 及 化 肥 等 工 业 部 宇 航 化 食 门 ,但 主 要 还 是 应 用 于 磷 肥 工 业 。 近 些 年 来 , 内 国 对 磷肥 的需 求呈 迅 猛增 长 的态 势 。 与此 同时 , 国 我 磷 矿 石 选 矿 也 正 面 临 着 富 矿 少 , 矿 多 ; 选 的 沉 积 贫 易
磷 矿 选 矿 技 术 进 展
谭 明 , 明 安 魏
( 京 矿 冶 研 究 总 院矿 物 加 工 科 学 与 技 术 国 家 重 点 实 验 室 , 京 10 4 ) 北 北 004
摘 要 :介绍 了磷矿石 的矿物学特征 , 综述 了关于磷 矿选矿工 艺和浮选药剂 的文献资料 , 述 了不 同 叙
Mealry, n 0 4, hn ) tl g Be g 1 0 4 C ia u 0
A BS TRA CT : T e f au e o ho p o ie o e i e ao y i nr d c d T e l e aur so h r c si g o h s h e t r fp s h rt r sm n r l g s i to u e . h i rt e n t e p o e sn fp o ・ t p rt r sa d fo ain ra e t r rtc ly rv e d,a h n adic s in i d n te b n fca in p o e s ho i o e n tto e g n sa e c i al e iwe e l i nd t e s u so sma e o h e ei it r c s o f rd f r n y e fp o p o ie o e n h e ei ito e u t , a d t e a a c so oa in r a e t sb ify o i e e ttp so h s h rt r s a d t e b n f ain r s ls n h dv n e ff tto e g n s i re f c l l
变 质磷 灰岩 少 , 选 的磷 块 岩 储 量 多 的难 题 ¨ 。因 难
此 , 强 磷 矿 石 选 矿 技 术 研 究 , 理 开 发 和 利 用 磷 矿 加 合
( a P ] ( H) 、 磷 灰 石 ( a P C 3 C [ O , O ) 碳 c [ O , O
( H) ( , H) 。成 分 中 的钙 可被 稀 土元 素 ( O ] FO ) 主 要是 C ) 微量元 素 s e 和 r作 不 完 全 类 质 同象 替 代。
稀 土 元 素 一 般 不 超 过 5 。 自然 界 以 氟 磷 灰 石 最 常 % 见 , 就 是 一 般 所 指 的 磷 灰 石 。 俗 称 的 胶 磷 矿 , 它 是 一 种 结 晶 微 细 的 与 硅 酸 盐 、 酸 盐 胶 结 在 一 起 的 碳 细 品 磷 灰 石 。一 般 嵌 布 粒 度 很 细 , 脉 石 矿 物 的 单 与
T AN i g . ElM i g— M n W n an
( tt K yL b rtr fMiea oes g,Be ig G nr l sac nt ueo nn n Sae e a oaoyo n r l csi Pr n in eea e rh Isi t fMiig a d j Re t
第 l 9卷 第 4期 21 0 0年 1 2月
矿
冶
Vo .1 , No. 1 9 4
MI I N NG & பைடு நூலகம் ET ALL URGY
De e e 2 0 c mb r 01
文 章 编 号 :0 5—7 5 2 1 o 10 8 4( 0 0) 4—0 0 0 1—0 6