磷化工系列报道之一

关注资源安全  积极推行磷矿科学选矿
□  武汉理工大学资源与环境工程学院  余永富  葛英勇  潘昌林
     近百年来，磷矿资源的开采大都优先开发和使用富矿（P2O5≥30%），导致中高品位的磷矿石富矿越来越少，
贫矿所占比例越来越高。中低品位磷矿石需经过选矿富集才能生产出合格的磷精矿以供磷化工使用，目前不论是富
矿多的摩洛哥还是贫矿多的中国、美国等国家都非常关注磷矿选矿。

合理选择选矿技术
    近几年我国磷矿石选矿技术的研究进展较快，根据不同矿石性质通常采用如下的选矿方法：
    1．硅质磷矿
    采用Na2SiO3等抑制硅酸盐矿物，阴离子捕收剂正浮选磷酸盐矿物的正浮选工艺，分选效果较好，如宁夏贺兰
山矿即采用此种工艺。
    2．沉积钙质磷块岩
    采用H2SO4或H3PO4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－反浮选工艺。对于
含P2O5 27.0%、MgO 4.47%、SiO2 7.87%的原矿，用此单－反浮选工艺可以获得磷精矿P2O5 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Na2CO3、Na2SiO3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H2SO4或H3PO4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P2O5含量提高到35.17%、MgO降至0.78%，磷回收率
达91.98%，贵州瓮福磷矿就采用该工艺。
    3．沉积变质型硅－钙质磷灰岩
    属易浮磷灰石型磷块岩，采用Na2CO3、Na2SiO3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P2O5 8.0%的原矿，经此工艺可以获得磷精矿P2O5＞35%、磷回收率83%的良好指标，如湖北大悟县黄麦
岭选矿厂。
    4．沉积硅－钙质磷块岩（胶磷矿）
    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Ca2+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他阴离子基团所替代，使表面性质发生变化。这类磷矿占全国磷矿
总储量的85%以上，磷灰石嵌布粒度很细，与脉石矿物的单体解离较困难，而且脉石矿物不仅含有硅酸盐矿物，还
含有白云石、方解石这些与磷灰石可浮性较相近的杂质矿物，使其分选变得复杂而困难。一般采用正－反浮选、反
－正浮选（先用H2SO4或H3PO4抑制磷矿物，阴离子捕收剂反浮选白云石等碳酸盐矿物，然后用石灰、Na2CO3、Na2SiO3
等抑制硅酸盐矿物而用阴离子捕收剂正浮选磷酸盐矿物）或双反浮选（先用H2SO4或H3PO4抑制磷矿物，阴离子捕
收剂反浮选白云石等碳酸盐矿物，然后矿浆经脱泥后再用阳离子捕收剂反浮选硅酸盐矿物）的选矿工艺进行分选，
前两种工艺都不容易得到良好的分离效果，后者的分选效果相对较好。选择性好的高效阳离子捕收剂及选矿工艺尚
需做进一步的研究，如湖北宜昌磷矿、荆襄磷矿等。
    对风化型或含泥质矿物多的磷矿石，还要将磷矿石进行擦洗脱泥，如摩洛哥的胡卜加选矿厂。此外，对于在采
矿过程中混入较多围岩或较贫的磷矿石，可先采用重介质旋流器-浮选的联合选矿工艺，即在粗粒级情况下通过调
整介质密度来脱除密度较低的大粒级脉石，提高入浮矿石的P2O5品位，以降低选矿成本。

全面推进选矿业发展
    1．推行“全层开采”  坚决制止“采富弃贫”
    我国的磷矿资源中富矿仅占6.75%（约8.57亿t），其余为中低品位的贫矿，采矿过程中“采富弃贫”现象严
重。以湖北磷矿山为例，宜昌磷矿山（储量约8.61亿t）呈两贫矿带（平均含P2O5 15%～18%）夹一富矿带（平均
含P2O5 32.79%）的夹心饼干矿层结构。矿层厚度仅几米到十多米。该磷矿采1t富矿就要丢弃6～8t贫矿，开采
后形成的矿坑导致贫矿难以开采而被永久丢弃，资源浪费严重。因此应积极推行全层开采，即在开采富矿的同时将
相邻的贫矿一起采出，这样才能保持我国磷化工产业的长期可持续发展。
    2．开发高效的贫矿选矿新药剂、新工艺及新设备
    ⑴新型浮选药剂的研究
    磷矿选矿存在的最大困难是缺乏选择性高、专属性强的高效浮选药剂，如正浮选工艺中能耐低温、溶解度高、
选择性好、效果显著的阴离子捕收剂；高效的抑制剂和在双反浮选工艺中浮选脱硅的高效阳离子捕收剂等。建议相
关企业及科研单位加强这些浮选药剂的研究，开发高效新药剂。
    ⑵浮选工艺流程的研究
    当前磷矿浮选的流程已开发出不少新工艺，但要特别重视重-浮联合流程。重介质旋流器只是一个预选抛去粗
粒尾矿的设备及工艺，只能用于特别贫矿或围岩混入多的矿石，其生产出的精矿还需要浮选进行精选才能用作磷化
工的原料。如目前国内某些磷矿重介质选厂已建成的单一重介质旋流器工艺，生产实践表明，精矿P2O5品位难以
达到30%以上，尾矿中P2O5含量则高达15%，尾矿中磷损失严重，生产与试验、设计相差甚远。原因是磷矿物比重
为3.05～3.10，而脉石矿物比重为2.8～2.85，二者相差很小，选用的重介质比重应为2.9，这在工业生产中难以
精确保证。因此，应该采用重－浮联合工艺，既能使精矿达到质量要求，又能降低尾矿P2O5的品位，减少资源的
损失。
    ⑶浮选柱在浮选流程中的应用
    20世纪90年代后期，加拿大彻底解决了浮选柱的发泡装置及其控制系统。目前国外已广泛应用该系统，我国
江西德兴铜矿、湖南柿竹园多金属矿、鞍钢弓长岭铁矿等有色金属、冶金行业也已成功应用。与传统的浮选机相比，
浮选柱在浮选中具有分选性能好、能耗低、占地面积小、浮选选择性高等诸多优点，能明显提高磷矿浮选的效果。
    3.建立磷矿选矿研究团队
    当前，中低品位胶磷矿的选矿还存在诸多技术难题，因此整合国内各研究机构从事选矿研究的科技人才，组建
一个高素质的磷矿选矿研究团队，加强选矿科技研究显得尤为重要。努力开发高效低毒的阴离子捕收剂和阳离子捕
收剂，以及与这些药剂相适应的合理选矿工艺，使磷矿的选矿技术取得突破性进展。
    4．加强和扩大选矿厂建设
    实现全层开采方案时，开采富矿的同时会开采出很多中低品位磷矿石，为了最大化的利用资源，必须扩大选矿
厂建设，针对矿石性质的不同，选用正-反浮选、双反浮选、单反浮选等工艺。目前我国能够有效处理磷矿石的选
矿厂数量还远远不够。因此，政府应出台优惠政策，吸引和鼓励投资建设处理中低品位磷矿选矿厂，使磷资源获得
最大限度的利用。
    5.争取优惠税收政策
    开采高品位富矿所获得的利润是低品位贫矿的几倍到几十倍，而国家执行的税收政策是一样的。贫矿开采后要
经过破碎、磨矿、选矿等多个流程，处理费用高，按目前磷精矿价格计算，一般只能保本或微利。因此，建议对高
品位富矿（P2O5品位＞28%）的开采提高税费标准；而对中等品位磷矿（P2O5品位在20%～28%）的开采减半征税；
对低品位磷矿（P2O5品位＜20%）的开采则实行免税政策，以支持贫富兼采的“全层开采”计划，鼓励和促进中低
品位磷矿采矿、选矿的发展，进而实现磷矿资源的综合开发利用。