1、工业加工对矿石质量要求
磷矿的工业加工方法基本上有三种。
(1)机械加工
将磷矿磨成磷矿粉,直接用作肥料,属于柠檬酸可溶性磷肥。
(2)酸处理
磷矿粉被各种无机酸分解,进一步加工生产各种磷肥和磷酸盐。主要肥料品种有:过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵、硫代磷酸铵、硝酸磷肥、沉淀磷酸钙。除部分硝酸磷肥和沉淀磷酸钙为柠檬酸可溶性磷肥外,其余均为水溶性磷肥。
(3)热处理
将磷矿、硅石和含镁矿石按适当比例混合,在高炉、电炉或旋风炉中高温熔融,然后用水急冷,生产钙镁磷肥。或磷矿粉、硅石、钠盐等。可在回转窑或流化床炉中烧结成脱氟磷肥。元素磷可以通过在电炉中加热矿石、硅石和焦炭以还原磷来制备。
不同种类磷肥的生产对磷矿质量既有相同的要求,又有特殊的要求。根据不同矿石的特点,生产不同品种的磷肥。
磷矿中各种成分在工业加工中的作用或影响如下:
P2O5含量高,有利于生产各种磷肥。
Fe2O3和A12O3是有害组分,不仅增加酸耗,而且主要影响P2O5的分解速度,生成柠檬酸溶磷酸铁铝,使产品质量变差。热生产中Al2O3过量导致熔体粘稠,流动性差,Fe2O3过量,造成磷的损失,增加电或焦的消耗。
在大多数情况下,MgO是一种有害成分,在酸处理过程中使物料粘度急剧增加,产品质量变差。但在钙镁磷肥生产中,可以减少镁料的添加量。
用酸法处理CaO和CO2时,酸耗和泡沫增加,而用热法处理时,电耗增加,有时容易造成喷溅。
在过磷酸钙生产中,作为填料稀释的二氧化硅减少了有效的五氧化二磷;在产品中。在磷酸生产中,磷石膏滤渣量增加;制造硝酸磷肥时,硝酸钙很难结晶和分离。盐酸法生产沉淀磷肥时,直接影响肥料的质量。电热法制备元素磷时,二氧化硅是熔融过程中的有益成分,但过多会增加电耗。例如,当磷矿石中CaO和SiO2的含量比例合适时,低供应量的磷矿石仍然可以获得良好的效果。
2.磷矿加工用矿石标准
(1)酸处理磷矿的标准应符合中华人民共和国化工行业标准Hg/T 2673-95《酸处理磷矿标准》,其技术指标应符合表5-mdash;78要求。合格产品只适用于生产过磷酸钙用的磷矿。
表5 & mdash78酸处理用磷矿标准表

(2)磷矿石对黄磷的标准符合中华人民共和国化学工业标准HG/T 2674 & mdash;执行95《黄磷用磷矿标准》,其技术指标应符合表5-mdash;79要求。
表5 & mdash79磷矿石标准黄磷

(3)钙镁磷肥的磷矿标准按中华人民共和国化工行业标准Hg/T 2675-95《钙镁磷肥的磷矿标准》执行,其技术指标应符合表5 & mdash80要求。
表5 & mdash80磷矿石钙镁磷肥标准

(4)钙镁磷肥用半自溶硅镁磷矿质量要求符合中华人民共和国化学工业标准HG/T 2274 & mdash;执行91《钙镁磷肥用半自溶硅镁磷矿石标准》,其技术指标应符合表5-mdash;81要求。
表5 & mdash8钙镁肥用半自溶硅镁磷矿标准

(5)为限制施用磷肥对农田和农作物的放射性污染,用于生产磷肥的磷矿(包括磷精矿)的放射性卫生标准按照中华人民共和国国家标准GB 8921 & mdash88执行《磷肥中放射性镭-226卫生标准》。
①磷肥中226Ra的含量不应高于500 Bq & middot千克-1
②为保证磷肥中226Ra符合①的限量标准,用于生产磷肥的磷矿中226Ra含量不得超过500 Bq & middot千克-1 .
③如果产品的天然铀含量测试结果低于30倍;0-6,可以认为产品符合①的要求,不再进行镭226的测定。
④新建或扩建的磷矿必须向当地辐射卫生防护部门提交226Ra含量的地质报告,经审查符合GB 8921&mdash的要求;88标准可以投产。
3.磷矿的一般工业指标
表5 & mdash82磷矿一般工业指标参考表

注:1。该工业指标是探矿阶段预调查和圈定矿体估算资源储量的参考。
2.表中所列的矿石类型是指磷酸钙。对于其他新类型的磷矿石,根据选矿试验确定。
待另行确定。
3.缺磷地区的工业指标可根据矿床开采方式、选矿难易程度、伴生矿物或组分的综合利用程度、矿石等因素确定。
考虑肥料等因素,在宏观经济效益允许的情况下,可适当降低截止品位和最低工业品位。
4.可采厚度和夹石厚度由矿体赋存条件和采矿方法的不同决定,缓倾斜矿床的可采厚度一般都不小。
在1.5 m处,富矿或急倾斜矿床的可采厚度可适当减小,露天矿矿床的可采厚度和夹石厚度可适当去掉。
增加。
4.磷矿中伴生矿物的综合利用。
磷矿伴生矿物按其赋存状态可分为两类。第一类是以独立矿物形式产生的伴生矿物,主要有铁(磁铁矿、钛磁铁矿)、铜、硫(黄铜矿、黄铁矿)、钾(钾长石)。第二类是磷酸盐矿物或脉石矿物中的伴生元素,主要有氟、碘、锶、稀土和铀。
(1)第一类伴生矿物主要赋存于内生磷灰石矿床中,是提高某些低品位磷矿综合开发经济效益的重要资源条件。其中大部分可在磷矿选矿过程中回收,其综合利用价值主要取决于伴生矿物的质量和数量。
①铁是最常见的一种,当矿石中伴生组分铁(TFe)的质量分数>:2%时,可以综合回收,现已被一些生产矿山综合利用,如矾山磷矿、建平磷矿。
②磷矿浮选前应回收铜和硫,主要是消除浮选磷捕收剂对它们的影响。因此,铜和硫的回收涉及到选矿工艺的设计。
③磷矿中的钾主要用于制钾磷复合肥,如汉源含钾磷矿制钙、镁、磷、钾肥、磷酸二氢钾复合肥等。
④此外,可回收的伴生矿物有结晶石墨(鸡西磷矿)、黑云母、金红石等。
(2)除氟外,第二类伴生元素含量很低,大部分可在浮选磷精矿中进一步富集。其综合利用不仅取决于矿石的含量和环境污染程度,还取决于矿石的加工利用。
①氟在磷矿加工过程中进入气相。磷肥厂用水一般吸收废气中的氟化物,制成浓度为8% ~ 25%的氟硅酸溶液,再加工成各种氟产品。与氟相似,当矿石中伴生元素碘>:0.004%时,可从废气中提取碘。因此,综合回收是化害为利的有效措施。
②我国的磷矿床中多有稀土,也产一些变质的磷灰岩矿床。原地矿部综合利用研究院和贵州化工院都进行过综合回收试验,但因成本高、工艺复杂而未投产。
③提取过程中铀在磷酸中富集。目前,从湿法磷酸中回收铀是最有效的方法。含铀0.02%以上的磷矿应考虑综合回收。
由于磷矿中伴生矿物的综合利用大多处于试验研究阶段,在判断综合利用价值时,还需要进一步的技术经济论证。