磷 矿

磷矿
一、矿产名称：磷矿
二、矿床类型及其分布
1、矿床的成因类型：见表1。

2、矿床的工业类型：见表2
3、矿床的分布情况
磷灰石矿床主要分布在北方。

主要分布在辽宁、河北、山西、陕西、山东、黑龙江等省。

福建、广东、广西、内蒙古也分布有少许储量。

沉积型磷块岩矿床主要分布在云南、贵州、四川、湖南、湖北。

五省储量占全国储量的85%以上。

在江苏、安徽、陕西也有此类矿床。

三、矿床的主要工业指标：见表3、4、5。

四、矿石性质
（一）矿石的矿物成分
1、磷块岩：
（1）沉积型：
碳氟磷灰石、方解石、白云石、石英、玉髓、黄铁矿。

（2）变质型：
氟磷灰石、白云石、方解石、石英、软锰矿、硅酸盐。

2、磷灰岩
磷灰石、磁铁矿、方解石、透辉石、黑云母。

（二）目的矿物的矿物特征
磷灰石化学式为：Ca5（PO4）3（F、Cl、OH）。

无杂质者为无色透明，常见有浅绿、黄绿、褐红、浅紫色。

玻璃光泽，硬度5，密度3.18~3.21g/cm3，加热后发磷光。

六方晶系、晶体常呈六方柱状，集合体呈粒状，致密块状或结核状。

磷灰石中的磷酸根（PO4）3- 被碳酸根（CO3）2- 类质同象替代变为碳氟磷酸盐。

因此磷矿物可划分五个类型：氟磷灰石、微碳氟磷灰石、低碳氟磷灰石、碳氟磷灰石、高碳氟磷氟石。

物化性能见表6。

磷块岩中主要含磷矿物为碳氟磷灰石、磷矿高度分散，几乎不形成良好规则的结晶。

最主要的产状为“胶状”的非晶质集合体，俗称“胶磷矿”。

五、工艺特性及主要用途
1、工艺特性
中国磷矿有三大类型：岩浆岩型磷灰石，沉积岩型磷块岩，沉积变质岩型磷灰岩。

岩浆岩型磷灰石：贮量只占总贮量的7%，主要分布在北方。

其特点是磷品位低，一般小于10%，低者仅为2~3%。

由于结晶较粗、嵌布粒度较粗，属易选磷矿，选矿工艺简单，选矿指标较高。

还伴生有钒、钛、铁、钴等元素，可综合回收，因此这类矿石经济效益较好。

沉积变质岩型磷灰岩：其贮量占总贮量的23%，主要分布在江苏、安徽、湖北等省。

一般情况下，由于风化，矿石松散、含泥高，采用擦洗、脱泥工艺即可获得合格磷精矿，有时也加上浮选工艺。

云南滇池地区有许多矿山均采用此工艺，生产成本较低。

此类矿是工业价值最大的磷矿。

沉积岩型磷块岩：是世界各国中的主要类型，我国此类型矿石贮量占总贮量的70%，主要分布在中南和西南。

而云、贵、川、鄂、湘五省又占该类型贮量的78%，可说是磷矿之乡。

此类矿选矿难度最大，其特点是：
（1）磷灰石嵌布粒度细，呈均质胶体或隐晶、微晶质。

磷矿集合体多为鲕粒、假鲕粒结构。

在鲕粒之间，甚至于在鲕粒内部，常混入数量不等的碳酸盐，硅质等泥质矿物。

选矿一般磨至80~90%-320目方能单体解离。

由于磨矿粒度细，增加了矿物表面能、非选择性团聚、药剂的非选择性吸附，使不同矿物之间的可浮性差别减小，因此给浮选分离带来困难。

（2）我国磷矿主要属碳氟磷灰石系列。

磷灰石晶格中的PO42-被CO32-部分取代。

按CO32-取代的程度把该系列的磷灰石分为：微碳氟磷灰石、低碳氟磷灰石、碳氟磷灰石、高碳氟磷灰石。

不仅使P2O5理论值下降，而且使磷矿物晶包参数α变小、结晶程度差，因而可浮性逐渐下降。

（3）矿石中一般都含有钙质和硅质矿物，当二者在一块时，选矿程度更难。

因方解石、白云石与磷灰石都含有同名离子Ca++，二者可浮性接近，当用脂肪酸类补收剂时，比较难分选。

2、主要用途：
磷矿石用途较广，主要用于生产磷肥。

见表7。

六、产品质量标准
1、磷矿石中P2O5是有益组分。

Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、CO2和SiO2是有害组分。

但在生产钙镁磷肥时，MgO属有益组分。

电热法制磷时，SiO2是有益组分。

2、酸法加工磷肥用磷矿标准：见表8。

2用户对矿石粒度有特殊要求时，可由供需双方商定。

3、料浆法磷铵用磷矿，按企业标准执行。

本标准适用于生产磷酸、磷铵、重过磷酸钙、硝酸磷肥、普通过磷酸钙等产品。

P2O5含量应符合下列要求（以干基计）：35、34、33、32、31、30、29、28。

3、黄磷用磷矿标准：见表9。

4、钙镁磷肥用磷矿标准：见表10。

2、各项指标含量均以干基计算。

七、综合利用工艺技术
1、综合利用技术方法及工艺流程
（1）磷矿主要选矿方法：见表11。

（2）工艺流程
①浮选—磁选联合流程
该流程主要用于含铁、钛等磁性矿物的磷矿石。

由于我国此类型矿石较少，因此目前仅有少数选矿厂采用。

②磨矿—分级—浮选流程
用于处理风化较轻或无风化即含粘土较少的磷块岩石。

浮选作业视矿石性质不同，可分别采用正浮选法、反浮选法或正—反浮选法。

我国大多数选矿厂采用此种流程。

③阶段磨矿—阶段选矿流程
该流程用于处理胶磷矿和磷灰石同时存在的磷块岩矿，如宁夏贺兰山选矿厂就采用了此种流程。

④擦洗—脱泥—浮选流程
该流程用于风化严重，含粘土较多的磷块岩矿。

我国由于此类矿床较少，因此目前仅在少数选矿厂中应用，如云南滇池周围的地表风化矿。

⑤焙烧—消化—分级流程
该流程用于矿石较硬、含碳酸盐矿物（白云石和方解石）较多的沉积钙质磷块岩矿。

该流程目前正处于试验阶段，尚未推广应用。

2、开发生产实例
Ⅰ磷灰石型—马营磷矿
马营磷矿选矿厂位于河北承德市马营村
（一）原矿性质
（1）矿石类型
该矿属基性—超基性岩型磷灰岩矿床。

矿石主要为块状和浸染状钒钛磁铁矿—磷灰石矿型，其次为贫磷的钒钛铁矿型。

（2）矿物组成
原矿中，有用矿物主要有磷灰石、含钒钛磁铁矿、钛铁矿；脉石矿物主要有斜长石、纤闪石、绿泥石、黄铁矿、辉石等。

（3）化学成分
原矿化学组成列于表12。

（4）矿物粒度及嵌布特征
磷灰石粒度较粗，大于0.2mm者占90%以上，分布均匀。

绝大多数以单体或集合体的形式嵌布于钒钛磁铁矿、钛铁矿、纤闪石和绿泥石等矿物中。

（二）选矿方法及工艺流程
该选矿厂采用正浮选法先选出磷精矿，再用磁选法选出钒铁精矿。

选矿厂所用药剂制度列于表13。

选矿厂选别工艺原则流程图见图1。

主要技术经济指标见表14。

尾矿
Ⅱ沉积变质岩型—锦屏磷矿
锦屏磷矿位于江苏省连云港市。

（一）原矿性质
（1）矿石类型
该矿属海相沉积变质硅—钙质磷灰岩矿床。

矿石类型为细粒磷灰岩、锰磷矿和云母磷灰岩三种。

（2）矿物组成
原矿中，有用矿物为磷灰石、软锰矿、褐铁矿等；脉石矿物主要有碳酸盐矿物、白云母、石英等。

（3）原矿化学组成
入选原矿化学组成列于表15。

(二)选矿方法及工艺流程
锦屏磷矿是我国开发利用较早的一个大型磷矿,年产含P2O530%的磷精矿粉21.18万吨(1984年计)。

该矿选矿厂采用正浮选法选别磷矿石，共分四个系列。

选矿厂选别工艺条件列于表16。

选矿厂选别工艺流程如图2。

主要技术指标及原材料消耗见表17。

原矿
图2 锦屏磷矿选矿厂选矿工艺流程
Ⅲ变质岩型磷矿
(Ⅰ)瓮福磷矿—反浮选和焙烧法工艺
瓮福磷矿位于贵州瓮南苗族、布依族自治州瓮安、福泉两县境内。

（一）原矿性质
（1）矿床及矿石类型
该矿属海相沉积磷块岩矿床。

其中具有工业意义的英坪矿段的矿石类型，主要有砂砾状白云质磷块岩和致密块状磷块岩。

（2）矿物组成
原矿中有用矿物主要为胶磷矿，其次为隐晶质磷灰石。

原矿中磷矿物占70%，脉石矿物主要为白云石，占原矿总重量的21%，其次为石英、水云母、炭泥质和铁质物，同时还含有碘。

（3）化学组成
该矿英坪矿段原矿化学组成见表18。

表18 英坪矿段原矿化学组成
(二)选矿方法及工艺流程
对英坪矿段的矿石，曾以硫酸为抑制剂的反浮选法和焙烧法进行中间试验。

（1）反浮选法
浮选工艺条件列于表19。

反浮选工艺原则流程见图3。

图
（2）焙烧—消化—分级法
瓮福磷矿石属沉积钙质型，同时矿石中含碘。

矿石平均P2O5为29.09%，品位很高。

采用焙烧—消化—分级法，既可得最终合格磷精矿，又可得到副产品石灰乳和综合回收碘。

该法中间试验原则工艺流程图示图4。

图4 瓮福磷矿焙烧法原则工艺流程
（3）选矿指标：见表20
(Ⅱ) 海口磷矿—正浮选工艺
该矿位于云南省昆明市滇池西南海口地区。

（一）矿石性质 （1）矿石类型
该矿属化学沉积层状磷块岩矿床。

矿体分上、下两层。

上层矿局部地段经风化使P 2O 5
含量高达30%以上；下层矿风化较差。

全矿平均P 2O 5含量20~25%。

矿石自然类型为假鲕状、条带状、条带状白云质、生物碎层状、砂状、角砾状磷块岩。

（2）矿物组成
原矿中，磷矿物为胶磷矿和少量磷灰石；脉石矿物为白云石、石英及玉髓。

(3) 原矿化学组成
原矿化学组成列于表21。

(4) 矿石嵌布特征
原矿中，胶磷矿主要以假鲕状、鲕状或不规则胶化磷块岩产出。

胶结物主要为石英、玉髓及碳酸盐。

胶磷矿鲕粒最大1.68mm ，最小0.24mm ；碳酸盐95%以上为白云石，最大粒度为3 mm ，最小为0.003 mm ，一般为0.05~0.26 mm ；石英呈碎屑状嵌于碳酸盐及胶磷矿基质中，最大粒度为0.86 mm ，最小为0.003 mm,一般为0.078~0.13 mm 。

（二）选矿方法及工艺流程
该矿上层风化矿，采用擦洗、筛分、脱泥，然后正浮选的工艺流程；下层原生矿，采用擦洗、脱泥，然后进行反—正浮选的工艺流程（均系中间试验）。

下层矿选别工艺条件列于表22。

下层矿选别工艺流程如图5。

上下层中间试验结果见表23。

八、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，CO
2
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P
2O
5
38%，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++，用脂肪酸类辅收剂浮钙质矿物时难免造成磷灰石的损失。

相反Ca质矿物选不好时，磷精矿中的MgO 仍大于1.5%。

本工艺适用于含Ca矿物较低的矿石。

②正浮选：即从矿石中直接浮选磷灰石。

近十几年来，选矿科技工作者一直在攻克
含钙矿物的抑制剂，且取得了很大的进展，使直接浮选磷灰石成为现实，简化了流程，提高了选矿指标。

近年来研制的较有效的钙质矿物抑制剂有：
S系列：计有S—711，S—804，S—217，S—808，系萘、粗菲、苯酚的磺化物分别与甲醛综合反应物。

F103：腐植酸钠与低分子量含氮化物的反应物。

L339：以木素磺酸钙为原料的木素衍生物。

SG—10：顺酐、对甲苯磺酸合成的表面活性剂。

S—BOS：
③焙烧—消化—浮选：
此工艺与上述的焙烧—消化一样。

不同的是消化后的磷品位不高，含有大量的硅质。

所以消化后还需搞磷—硅分选，可以正浮选，也可反浮选，视其二种矿物的比例而定。

但在浮选前必须碳化，碳化工艺是把炉气中的CO
2
引入浮选的矿浆中。

其目的是消除矿浆中剩余的石灰乳，同时也起到调开矿浆pH值的作用。

此工艺适用于磷矿含P2O5较高、碳酸盐矿物含量较低的矿物。

在具体操作上要严格，在碳化前的矿浆中CaO含量应低于1.5%。

碳化不能过度，否则将恶化浮选。

④重—浮联合流程：用水力旋流器可得一部分磷精矿（沉砂），这样将减少三分之一
的浮选量。

药剂也将减少三分之一。

从而降低了成本。

对于磷灰石型磷矿，属易选矿石。

但其品位低，通常P2O5<10%，若单一回收磷在经济上是不合算的，必须开展综合利用。

而该类型磷矿均含有多种可供综合利用的有用矿物，如铁、钛、钒、铂族、碘、石榴石、蛭石、黑云母、透辉石等。

只要综合利用搞上去，此类矿石的经济效益是可观的。

如承德马营磷矿就是一例。

磷灰石型磷矿大部分分布在北方数省，又常称北方低品位磷矿。

由于低品位磷矿未全面开发，因此北方数省属缺磷省分，长期依靠南方的磷资源。

从国家工业布局来说，南磷北调显然是不合理的。

因此进入21世纪的中国，北方磷矿的开发将提到议事日程。

磷矿。