我国选矿工作者对不同类型的沉积磷矿做了大量的研究工作,取得了很大进展,制定了各种类型的选矿工艺流程,使工艺流程日趋完善、合理和成熟。一些矿区产生了良好的经济效益。然而,大多数矿山的研究,尤其是沉积磷矿的研究,仍处于半工业试验阶段。近年来我国选矿研究取得的新进展概括如下:(1)硅质磷矿:这类脉石主要是应时、玉髓等硅质矿物,在可浮性上与磷灰石有较大差异。磷矿虽然粒度细,但总的来说还是比较好选的。常用的试剂有碳酸钠、硅酸钠和氧化石蜡皂。工艺简单,指标高,但磨矿粒度细,相对能耗高。(2)钙质磷块岩:脉石主要为方解石和白云石,选矿难度相对较小。科研工作者制定了以下工艺方案。①反浮选:即抑磷浮钙。用硫酸调节矿浆pH值,用磷酸抑制磷灰石,用氧化石蜡皂浮白云石和方解石。②焙烧-溶出法:当原矿破碎到一定粒度后,在1000℃下焙烧,熟料用水溶出分级。粗粒级是磷精矿。可以从焙烧烟气中回收碘,CO2气体返回到含有石灰乳的尾矿浆中,中和石灰乳,生成碳酸钙,排放到尾矿堆场。该工艺可获得p2o 5-38%、回收率97%的高品位磷精矿。③光电分选:当采矿中混入钙质围岩,矿石本身含有粗粒钙质矿物时,可通过光电分选预选部分钙质矿物,从而减少下一步的磨矿负荷。(3)硅钙质沉积型磷矿是选矿难度最大的类型,这是我们选矿工作者一直在攻克的难关。因此,研究工作是深入而广泛的。一些矿区采用了新技术,取得了良好的效果。但大部分还处于研究阶段或半工业化阶段。近年来科学研究的新进展概括如下。①反-正浮选:先选钙质矿物,再选磷矿石。在H2SO4介质中,用脂肪酸浮选钙质矿物,用磷酸或P201抑制磷灰石。然后选择磷灰石。该工艺实现了粗磨条件下的常温浮选,浮选温度可降至9℃。另一方面,钙和磷矿中都含有同名离子———ca++,这就不可避免地导致钙矿物用脂肪酸添加剂浮选时磷灰石的损失。相反,当钙矿物选择不良时,磷精矿中的MgO仍大于1.5%。该工艺适用于含钙量低的矿石。②正浮选:即磷灰石从矿石中直接浮选。近年来,选矿科学家一直在努力克服含钙矿物的抑制剂,取得了很大进展,使磷灰石的直接浮选成为现实,简化了工艺,提高了选矿指标。近年来比较有效的钙矿物抑制剂有:S系列:包括S-711、S-804、S-217、S-808,分别是磺化萘、粗菲、苯酚与甲醛的合成反应物。F103:腐植酸钠和低分子量含氮化合物的反应物。L339:以木质素磺酸钙为原料的木质素衍生物。SG—10:由马来酸酐和对甲苯磺酸合成的表面活性剂。S—BOS: ③焙烧—消化—浮选:这个过程和前面说的焙烧—消化是一样的。不同的是,消化后的磷品位不高,含有大量硅质物质。所以消化后需要进行磷硅分离,可以是正浮选,也可以是反浮选,取决于两种矿物的比例。但浮选前必须进行碳化,碳化过程是将炉气中的CO2引入浮选矿浆中。其目的是消除浆液中残留的石灰乳,同时也起到调节浆液pH值的作用。该工艺适用于P2O5含量高、碳酸盐含量低的磷矿。混凝土操作要严格,碳化前浆体中CaO含量要低于1.5%。碳化不能过度,否则浮选会变差。④重浮联合工艺:通过水力旋流器可以获得一部分磷精矿(粗砂),使浮选体积减少1/3。剂量也会减少三分之一。从而降低成本。磷灰石型磷矿是一种易选矿石。但其品位较低,通常P2O5 < 10%,如果单独回收磷不经济,必须进行综合利用。这类磷矿中含有铁、钛、钒、铂族、碘、石榴石、蛭石、黑云母、透辉石等多种可供综合利用的有用矿物。只要综合利用,这种矿石的经济效益是可观的。比如承德的马营磷矿就是一个例子。磷灰石型磷矿多分布在北方几个省份,在中国北方常被称为低品位磷矿。由于低品位磷矿没有得到充分开发,北方几个省份缺磷,长期依赖南方的磷资源。从全国产业布局来看,南水北调磷项目明显不合理。因此,随着中国进入21世纪,北方磷矿的开发将提上日程。
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未来前景(磷矿行业现状和前景)
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