中国磷矿产储量位居世界第二,但富矿少、贫矿多,不能直接利用的中低品位磷矿储量较多,因此,中低品位磷矿选矿正受到越来越多的关注,本文主要评述几种磷矿选矿方法的技术进展及发展方向。
一、重选法
重选法是利用各种矿物的密度差来分离矿物,不消耗药剂,对环境影响较小。我国对安宁、海口等地区磷矿石进行了比较全面的与重力分选有关的工艺矿物学以及重选方法(跳汰、摇床、旋流器等)的研究。结果发现,单用重选不能获得合格磷精矿,最终推荐重浮联合流程,即将重选获得的品位较低的粗精矿和浮选获得的品位较高的精矿混合。由于磷矿石中3种主要矿物的密度差异太小,加上矿物的嵌布粒度细,所以重选法最终未能在磷矿选矿中推广应用。
二、重介质选矿
该技术在生产过程中精尾矿产品的数量和质量随着入选原矿的变化剧烈波动,无法满足稳定工业生产的要求,故没有进一步建设工业生产装置。重介质选矿法是一类能耗较低,对环境无污染的绿色环保工艺,但由于自身的局限性和对矿物的适应性导致无法进行大范围的推广应用,若在设备方面取得突破性进展,也不排除其工业应用的可能。
三、焙烧消化法
焙烧法作为一种从磷矿中分离出碳酸盐杂质的方法还是有效的,能耗大、技术难度较大是其致命弱点。当然不排除在特定条件下(如中东地区有丰富的石油、缺水)可以考虑选用。焙烧消化法要注意以下几点:
1、碳酸盐型磷矿石用焙烧法处理时,矿石中Sio2质量分数以小于5%为宜,特别是碳酸盐和硅质物紧密共生的矿石。
2、消化温度是脱镁效果的关键。对于方解石型磷矿石,可用常温、干法消化;但对于白云石型碳酸盐,必须保证焙烧温度在900℃左右时将其急速投入水中进行消化,才能保证较高的脱镁率。
3、由于该工艺具有的优势,可以考虑其在其他方面的应用,比如在生产轻质碳酸钙、碳酸镁的工厂,可以考虑用碳酸盐型磷矿石为原料,综合利用磷矿资源。
焙烧消化法作为一种从磷矿中分离出碳酸盐杂质的方法还是有效的,能耗大、工业生产技术难度较大是其致命弱点,在世界性能源紧张的今天一般不宜采用。
四、化学选矿
磷矿的化学选矿主要用于处理磷矿石中的碳酸盐杂质,并且碳酸盐质量分数不高,嵌布粒度较细。化学法成本较高,只有当其他选矿方法无法脱除杂质,而精矿质量又必须满足要求时才用此法。常用的方法有氯化铵浸取法和硫酸浸取法,前者是一个经典方法,但由于氯根带入对萃取磷酸有影响,现在采用该方法的很少;后者浸取磷的损失高达30%以上。
五、擦洗脱泥工艺
该工艺利用圆锥破碎机将矿石破碎到一定粒度,利用擦洗设备将富含脉石矿物的细粒级与磷矿物分离,也叫“洗矿脱泥工艺”。由于埋藏在地表浅部的磷矿石经风化淋漓碳酸盐矿物流失,Mgo质量分数降低,P2O5品位相应升高,矿石由于风化泥质物特别是铁铝杂质质量分数增高,严重影响后续加工,因此必须经过洗矿处理来脱除矿泥。
综上所述,磷矿的选矿方法有很多,每种选矿方法都有其各自的优点和一定的局限性,磷矿选矿厂要根据原矿性质及自身特点,选用合理的选矿方法,随着我国对磷矿资源的需求越来要高,创新选矿技术,提高磷矿回收率是当前选矿厂亟待解决的问题。