我国磷矿有哪些类型？如何选矿

磷酸盐岩是一种重要的不可再生资源，富含磷，主要由磷灰石等磷酸钙矿物组成，对农业、化学品和先进材料至关重要。

我国拥有世界第二大磷酸盐储量，矿床类型多样——火成磷灰石、沉积磷灰石和变质磷灰石——每种矿床都面临着独特的矿物学和加工挑战。沉积磷灰石占产量的70%；然而，由于矿石粒度细、碳酸盐杂质多且品位下降，需要创新的选矿方法。

磷灰石

磷灰石是一种重要的矿物，化学式为Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)，主要化学成分为磷酸钙，通常还含有钙、磷、氟、氯、氢等元素。磷灰石是自然界中广泛存在的磷酸盐矿物。磷灰石晶体呈六方柱状，集合体有粒状、致密块状、土状、结核状。磷灰石的颜色各异，不含杂质的磷灰石呈透明状，常见的颜色有淡绿色、黄绿色、棕红色、淡紫色等。莫氏硬度计的硬度约为5，属中等硬度矿物。比重为3.18~3.21g/cm3，加热后发绿色光。

我国磷矿主要有三种类型：火成磷灰石矿床、沉积磷灰石矿、变质磷灰石矿。

1.火成磷灰石矿床

特征

· 形成环境：该类磷矿主要由火山活动形成，并伴有火成岩的凝结、结晶分离。

· 矿物组成：主要含磷灰石，还可伴生辉石、斜长石等其他矿物。

· 分布：该类磷矿比较少见，主要分布在一些高温火成岩地区。

选矿方法

· 破碎和磨矿：通过机械破碎和磨矿来减小矿石粒度。

· 浮选：利用磷灰石与伴生矿物物理化学性质的差异进行浮选分离，通常添加调整剂以提高分离效率。

· 重力选矿：有时适用于特定矿物的分离。

2.沉积磷块岩（我国核心磷矿类型）

特征

· 形成环境：该类磷矿是由生物和化学沉积过程形成的，通常与海洋沉积环境有关。

· 矿物组成：主要由磷灰石（磷灰石的沉积形式）组成，通常还含有石英、方解石等其他矿物。

· 分布：世界各国均以沉积岩型磷灰石为主，我国该类矿石储量约占全国总储量的70%，主要分布在中部、南部、西南部地区，其中云南、贵州、四川、湖北、湖南等省区储量占全国的78%，可以说是磷灰石的故乡。

选矿方法

· 破碎和研磨：矿石也需要破碎和研磨。

· 浮选：这是沉积岩型磷矿的主要选矿方法。泡沫浮选技术可用于将磷矿与伴生矿物分离。

· 重选：重选是根据矿物的密度差异进行的选矿，通常用于原矿的预处理。

主要挑战

①细嵌入（-320目占80-90%）造成泥浆干扰。②
晶格置换（CO₃²⁻→PO₄³⁻）降低可浮性。③
钙硅共生使分离困难。

分选技术

（1）硅质

· 常规正浮选：Na2CO3矿浆调整+水玻璃抑制二氧化硅+氧化石蜡皂捕集。

· 精矿P2O5回收率＞85％，但能耗较高。

（2）钙质

· 反浮选方案：H2SO4调节pH值至4-5+磷酸抑制磷灰石+钙矿物浮选。

· 焙烧-溶出法（1000℃焙烧）：
→P2O5品位提高至38%，回收率97%。
→同步回收碘（烟气处理）

（3）硅钙混合型

· 正反浮选组合：先浮钙（H2SO4介质）→再浮选磷灰石（新型抑制剂S-808/F103）。

· 强化浮选组合：旋流器预弃渣→减少浮选量30%。

· S-BOS创新工艺：焙烧→溶出→CO2矿化→浮选，实现低温（9℃）分离。

3.变质磷块岩

特征

· 形成环境：该类磷矿是由沉积岩在变质作用下形成的，通常具有较高的温度和压力。

· 矿物组成：主要成分为变质磷灰石，可伴生石英、云母、辉石等。

· 分布：在一些特定的地质环境中比较常见。

选矿方法

· 破碎和研磨：还需要进行初步破碎和研磨。

· 浮选：选矿主要采用浮选法，但由于变质作用引起矿石性质的变化，可能需要调整浮选药剂的用量和种类。

· 热处理：有时可采用热处理来除去某些杂质，提高磷的回收率，并提高矿石的选择性。

磷灰石磷矿是一种易于选矿的矿石，但其品位较低，通常P2O5<10%。如果单独回收磷，经济性不高，必须进行综合利用。