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磷礦的富集工藝介紹

創(chuàng)建時間:2024-02-21 16:45
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  磷礦是經濟上可以被利用的磷酸鹽類礦物的總稱,磷礦在工業(yè)上的應用已有一百多年的歷史,是一種重要的化工礦物原料,磷礦的作用表現(xiàn)在制作磷肥,也可以用來制造黃磷、磷酸、磷化物及其他磷酸鹽類,主要應用于化肥工業(yè),但在航空、醫(yī)療、食品、國防等部門。

  世界磷礦分布很廣,儲量約為130Gt。中國磷礦儲量在10Gt以上,主要分布在云南、貴州、四川、湖北和湖南五省,總儲量約占全國74.5%。磷礦物按其成礦起源可分為沉積巖、變質巖和火成巖。目前,工業(yè)開采的約85%是海相沉積磷礦,其余主要為火成巖磷礦。

 

  鳥糞層磷礦是鳥糞的直接或間接的堆積物礦化而成,儲量不大,但目前在世界磷礦年產量中約占2%,火成巖或變質巖磷礦品位一般比較低,但可選性好,通過浮選,可得到品位很高的精礦。目前工業(yè)開采的蘇聯(lián)科拉磷礦,南非帕拉博瓦磷礦,巴西雅庫皮蘭加磷礦,中國錦屏磷礦。

  選礦工作者對沉積型的不同類型磷礦進行了大量的研究工作,取得了較大的進展,制定了磷礦各類型的選礦工藝流程,使工藝流程日趨完善、合理、成熟。

  現(xiàn)在已知的含磷礦物在120余種,現(xiàn)在工業(yè)利用的磷礦石主要為磷灰石,其實為硫磷鋁鍶石、藍鐵石等,其中95%以上磷元素主要幾種于磷灰石中。

  天然磷礦中存在較多伴生礦,主要是雜石與脈石,具體有硅礦物和碳酸鹽兩類。硅礦物主要是石英、方石英、燧石、蛋白石、黏土礦或其他硅酸鹽礦物如長石、云母等。碳酸鹽主要有石灰石和白云石。

  磷礦的富集目標是最大限度地分離去除雜質礦物,提高磷礦的品位和質量。富集工藝包括破碎分離(破碎和粉碎)、水洗分級(水洗、分級)、分離提純(浮選、磁性分離、光電分選、煅燒、重介質分離),三大主要步驟。

  磷礦富集工藝及操作如下:

  1. 破碎分離

  磷礦石富集需經過破碎與粉碎才能達到磷礦物與脈石單體解離,主要是因磷礦物和雜石處于膠結一起,原礦只有經過破磨后,才能達到單體解離的目的。這一步驟是磷礦富集的基本步驟。

  2. 水洗分級

  磷礦由于在開采過程中濕礦中粘附礦泥,只有經過水洗去除泥巴,同時水洗也可去除可溶水物質等。因磷礦經過破碎、水洗后的粒徑大小不同,需要經過分級設備分選出適合粒度。才能進行進一步的富集提純。

  3. 分離提純

  磷礦經過上述工序后,進入到最終分離提純步驟,磷礦提純主要有重介質分離、光電分選、煅燒、浮選、磁性分離。

  1) 浮選

  浮選主要是有正浮選和反浮選,主要利用磷礦與雜石礦物理特性不同,使用浮選劑使磷礦浮起或下沉,從而達到分離的目的。

  2)磁選

  利用磷礦中含鐵磁性礦物,在磁選機的作用下,與非磁性脈石回收磷礦中含鐵磁性礦物分離。

  3)煅燒

  主要是用來脫除磷礦中的有機物、二氧化碳和一部分氟,煅燒溫度根據(jù)不同目的為400~1400℃。

  4)光電分選

  主要是磷礦經過破碎后,利用礦石表面特征差異,通過色選機或人工智能分選機進行分選。

  5)重介質分選

  利用磷礦與其它礦物密度差,選擇一種介質,使一種介質上浮,另一種下沉,從而達到富集的目的。

  以上是磷礦石分選提純應用的方式,其中主流分選主要是采用重介質分選及光電分選(X光分選),少量的浮、磁、煅燒工藝。

  接下來詳細說一下磷礦主流分離提純工藝。首先,重介質分選是利用磷礦、白云巖、頁巖比重差異來進行分選,其中磷礦、白云巖、頁巖密度分布為2.2g/cm³、2.8-2.9g/cm³、2.55 ~ 2.65g/cm³,在實際分選過程中,受一些因素的影響,磷礦富集有近8%左右白云巖帶出,極大的影響了磷礦富集后的品質。

  同時,也有部分磷礦企業(yè)采用了X光設備進行分選,X光設備分選近似于重介質分選,主要利用礦化物和非礦化物的密度差進行分選,在現(xiàn)場生產過程中,因磷礦及伴生礦密度差值小,成像較為接近,會出現(xiàn)拋廢尾礦磷礦帶出較高,磷礦實際的應用效果不是特別理想。

  現(xiàn)階段針對磷礦分選所面臨的情況及問題,在光電分選領域推廣人工智能分選機,主要原理是利用磷礦表面特征差異進行分選,能夠精準識別出磷礦與白云巖和頁巖的表面紋理、光澤、顏色、形狀等特征的細微差距,進行復合式一次分選,分選效果高于現(xiàn)階段磷礦富集的精度與效果。

  以下是磷礦石的分選后的情況:

  中瑞微視專注于礦石分選領域,經過長期的技術積累和礦石領域的分選應用,推出的多款礦石色選機,廣泛應用于螢石、磷礦、硅石、多晶硅、碳酸鈣、重晶石、鉛鋅礦、煤和煤矸石、釩礦等近百種金屬、非金屬礦石領域分選應用。

  傳統(tǒng)的礦石提純過程可能需要大量的化學品來分離有用礦物和雜質,這些化學品可能對環(huán)境和人類健康造成危害。而礦石色選技術不需要使用這些化學品,因此可以降低對環(huán)境的污染,并在不需要大量能源的情況下實現(xiàn)高效的礦石分選,未來礦石色選機將為礦業(yè)帶來非常大的效益!

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