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磷 矿

磷矿一、矿产名称:磷矿二、矿床类型及其分布1、矿床的成因类型:见表1。

表1 中国磷矿床成因类型类型亚类矿床实例沉积矿床浅—滨海相沉积磷块矿床贵州开阳、云南昆阳等矿床陆相火山—沉积铀磷块岩矿床华东某地矿床岩浆矿床正岩浆磷灰石岩矿床青海湟中、山东莱芜等矿床岩浆气成热液磷灰石岩矿床广西岑溪南渡矿床伟晶岩磷灰石岩矿床内蒙古兴和矿床变质矿床正变质磷灰岩矿床河北丰宁招兵沟矿床沉积变质磷灰岩矿床内蒙古布龙图矿床沉积变质—交代磷灰岩矿床黑龙江鸡西麻山矿床风化—淋滤矿床淋滤次生矿床广西德堡寨圩矿床风化残积矿床云南马龙迤泽矿床生物堆积矿床洞穴(溶沟)堆积矿床海南东方矿床鸟粪堆积矿床海南西沙矿床2、矿床的工业类型:见表2表2 我国主要磷矿石的工业类型矿石类型成岩变种化学组成%典型矿山P2O5SiO2CaO MgO Fe2O3Al2O3CO2F磷块岩沉积型硅质16.4543.0224.64 1.33 4.26 1.83 3.641.36宁夏贺兰山沉积型钙质30.20 3.3946.33 3.720.790.299.572.63贵州瓮福沉积型硅-钙质15.2627.4930.72 6.15 1.52 1.0614.891.63湖北王集变质型硅-钙质9.2019.0328.7610.28 2.17 3.2123.03江苏锦屏磷灰石岩浆岩型P2O5TiO2TFe V2O5CoO河北马营6.46~6.60 4.30~6.4018.16~22.450.14~0.210.0073~0.00853、矿床的分布情况磷灰石矿床主要分布在北方。

主要分布在辽宁、河北、山西、陕西、山东、黑龙江等省。

福建、广东、广西、内蒙古也分布有少许储量。

沉积型磷块岩矿床主要分布在云南、贵州、四川、湖南、湖北。

五省储量占全国储量的85%以上。

在江苏、安徽、陕西也有此类矿床。

三、矿床的主要工业指标:见表3、4、5。

表3 磷矿床一般工业指标矿床类型磷灰岩及磷灰石岩矿床磷块岩矿床边界品位(P2O5),%5~68~12最低工业品位(P2O5),%10~1112~15最低可采厚度,m0.7~20.7~2夹石剔除厚度,m1~21~2表4 缺磷地区磷矿床参考使用的工业指标矿床类型磷灰岩及磷灰石岩矿床磷块岩矿床单一磷矿床可综合利用磷矿床露采坑采露采坑采边界品位(P2O5),%2~2.54~52~2.5 2.5~35~8最低工业品位(P2O5),%4~56~73~45~69~10最低可采厚度,m2~51~22~51~20.5~1夹石剔除厚度,m2~51~22~51~20.5~1表5 磷矿矿石品级划分矿石品级P2O5含量, %选矿Ⅰ>30不需选矿Ⅱ>25~30不需选矿或简单选矿Ⅲ>12~25需选矿四、矿石性质(一)矿石的矿物成分1、磷块岩:(1)沉积型:碳氟磷灰石、方解石、白云石、石英、玉髓、黄铁矿。

(2)变质型:氟磷灰石、白云石、方解石、石英、软锰矿、硅酸盐。

2、磷灰岩磷灰石、磁铁矿、方解石、透辉石、黑云母。

(二)目的矿物的矿物特征磷灰石化学式为:Ca5(PO4)3(F、Cl、OH)。

无杂质者为无色透明,常见有浅绿、黄绿、褐红、浅紫色。

玻璃光泽,硬度5,密度3.18~3.21g/cm3,加热后发磷光。

六方晶系、晶体常呈六方柱状,集合体呈粒状,致密块状或结核状。

磷灰石中的磷酸根(PO4)3-被碳酸根(CO3)2-类质同象替代变为碳氟磷酸盐。

因此磷矿物可划分五个类型:氟磷灰石、微碳氟磷灰石、低碳氟磷灰石、碳氟磷灰石、高碳氟磷氟石。

物化性能见表6。

磷块岩中主要含磷矿物为碳氟磷灰石、磷矿高度分散,几乎不形成良好规则的结晶。

最主要的产状为“胶状”的非晶质集合体,俗称“胶磷矿”。

表6 碳氟磷灰石的物理—化学性质矿物名称化学式化学组成,%物理性质晶形地质产状CaOP2O5CO2F H2O密度g/cm3折光率平均相溶性P2O5氟磷灰石Ca10P 4O24F 2~Ca10P5.9C0.10O23.9(F,OH)2.156.0842.58~41.870.00~0.443.80~3.610.00~0.183.200~3.170>1.628极低~低粒状自形晶或柱状伟晶主要分布在岩浆岩型和变质岩型的磷矿石中微碳氟磷灰石Ca10P5.9C0.10O23.9(F,OH)2.1~Ca10P5.75C0.25O23.75(F,OH)2.2556.0841.87~40.810.44~1.103.80~3.420.09~0.453.175~3.1301.620~1.628低~中他形细晶粒及隐晶质或胶状轻微变质的沉积磷块岩(大型矿床);陆地表生成因(极少量)矿床.介质弱酸性海相沉积磷块岩(中小型)层状及结核状矿床、往往与大量有机质共生。

低碳氟磷灰石Ca10P5.75C0.250O23.75(F,OH)2.25~Ca10P5.5C0.5O23.5(F,OH)2.556.0840.81~39.041.10~2.203.80~3.420.27~0.633.150~3.1351.615~1.620中~高隐晶质至胶状介质近于中性的海相沉积磷块岩往往产于黑色页岩与碳酸岩层中间碳氟磷灰石Ca10P5.5C0.5O23.5(F,OH)2.5~Ca10P5.0C1.0O23.(F,OH)3.056.0839.04~35.492.20~4.403.80~4.180.45~0.903.135~3.1121.608~1.615高~极高胶状介质弱碱性的海相沉积,往往与碳酸盐矿物共生高碳氟磷灰石Ca10P5.0C.1.0O23(F,OH)3.0~Ca10P5-X C.1+XO23.-X(F,OH)3+X56.08<35.49>4.40>3.80>0.75<3.112<1.608极高胶状成岩作用中形成的磷结核(中小型矿床)五、工艺特性及主要用途1、工艺特性中国磷矿有三大类型:岩浆岩型磷灰石,沉积岩型磷块岩,沉积变质岩型磷灰岩。

岩浆岩型磷灰石:贮量只占总贮量的7%,主要分布在北方。

其特点是磷品位低,一般小于10%,低者仅为2~3%。

由于结晶较粗、嵌布粒度较粗,属易选磷矿,选矿工艺简单,选矿指标较高。

还伴生有钒、钛、铁、钴等元素,可综合回收,因此这类矿石经济效益较好。

沉积变质岩型磷灰岩:其贮量占总贮量的23%,主要分布在江苏、安徽、湖北等省。

一般情况下,由于风化,矿石松散、含泥高,采用擦洗、脱泥工艺即可获得合格磷精矿,有时也加上浮选工艺。

云南滇池地区有许多矿山均采用此工艺,生产成本较低。

此类矿是工业价值最大的磷矿。

沉积岩型磷块岩:是世界各国中的主要类型,我国此类型矿石贮量占总贮量的70%,主要分布在中南和西南。

而云、贵、川、鄂、湘五省又占该类型贮量的78%,可说是磷矿之乡。

此类矿选矿难度最大,其特点是:(1)磷灰石嵌布粒度细,呈均质胶体或隐晶、微晶质。

磷矿集合体多为鲕粒、假鲕粒结构。

在鲕粒之间,甚至于在鲕粒内部,常混入数量不等的碳酸盐,硅质等泥质矿物。

选矿一般磨至80~90%-320目方能单体解离。

由于磨矿粒度细,增加了矿物表面能、非选择性团聚、药剂的非选择性吸附,使不同矿物之间的可浮性差别减小,因此给浮选分离带来困难。

(2) 我国磷矿主要属碳氟磷灰石系列。

磷灰石晶格中的PO 42-被CO 32-部分取代。

按CO 32-取代的程度把该系列的磷灰石分为:微碳氟磷灰石、低碳氟磷灰石、碳氟磷灰石、高碳氟磷灰石。

不仅使P 2O 5理论值下降,而且使磷矿物晶包参数α变小、结晶程度差,因而可浮性逐渐下降。

(3) 矿石中一般都含有钙质和硅质矿物,当二者在一块时,选矿程度更难。

因方解石、白云石与磷灰石都含有同名离子Ca ++,二者可浮性接近,当用脂肪酸类补收剂时,比较难分选。

2、主要用途:磷矿石用途较广,主要用于生产磷肥。

见表7。

表7 磷矿石制品的主要用途应用领域 主要用途制品名称化学工业化学 药品 红磷、硫化磷、氯化磷、磷酸黄磷(P 4) 氯化磷 红磷(P 4) 磷酸盐类 磷酸 清洁剂清罐剂(锅炉、机车) 磷酸钠、三聚磷酸钠 家用合成洗涤剂 电镀、油脂 磷酸、五氧化二磷 农业磷肥钙镁磷肥、磷铵、重钙磷肥、硝酸磷肥、普钙磷肥 农药 红磷、五氧化二磷、五硫化二磷 饲料 磷酸钙医学医药 红磷、磷酸、五硫化二磷、三氯化磷、磷酸钠、三聚磷酸钠维生素B 1五氯化磷 轻 工 业食品 工业食品 磷酸、磷酸铵、三聚磷酸钠 营养剂 磷酸铵 发醇粉磷酸钙 电灯泡 五氧化二磷 染料磷酸、磷酸钠、三氯化磷珐琅、纤维加工(染料分散) 磷酸铵 聚氯乙烯安定剂 三氯化磷 火柴 红磷 冶金工业 青铜(脱硫、磷青铜)红磷金属表面处理、电解、研磨磷酸其他窑业(玻璃、骨牌用) 磷酸钙 浮选药剂五硫化二磷六、 产品质量标准1、 磷矿石中P 2O 5是有益组分。

Fe 2O 3、Al 2O 3、MgO 、CaO 、CO 2和SiO 2是有害组分。

但在生产钙镁磷肥时,MgO 属有益组分。

电热法制磷时,SiO 2是有益组分。

2、酸法加工磷肥用磷矿标准:见表8。

表8 酸法加工磷肥用磷矿杂质含量要求(ZBD51001-86)指标名称 指 标说 明 一类二类 三类MgO/P 2O 5,% 2.0 5.0 8.0 (1)各项指标均以干基计算 氧化镁含量(重量百分数)(2)MgO/P 2O 5= 五氧化二磷含量(重量百分数 ×100%(3)鉴于矿石组成不同,允许镁磷比(MgO/P 2O 5)指标增加0.4%,但此时应:R 2O 5含量必须相应减少0.2%R 2O 3,%≤ 2.5 3.0 3.5 CO 2,%≤ 3.04.06.0粒度药剂浮选0.15mm 筛筛余物,%≤10擦洗脱泥 mm ≤30二、三类矿石中CO 2含量可增加0.5%注:1、水分含量以交货地点计,浮选矿水分小于5%,其他水分小于8%。

2用户对矿石粒度有特殊要求时,可由供需双方商定。

3、料浆法磷铵用磷矿,按企业标准执行。

本标准适用于生产磷酸、磷铵、重过磷酸钙、硝酸磷肥、普通过磷酸钙等产品。

P 2O 5含量应符合下列要求(以干基计):35、34、33、32、31、30、29、28。

3、黄磷用磷矿标准:见表9。

表9 黄磷(电炉法)用磷矿质量要求(ZBD51002-86)指标名称 指 标 备 注P 2O 5含量,%≥ 32.0 30.0 28.0 (1)各项指标含量均以干基计算(2)用户如对矿石粒度有特殊要求,可由供需双方商定SiO 2含量,%≥ 7.0 10.0 15.0 Fe 2O 3含量,%≤ 1.2 1.6 2.0 CO 2含量,%≤ 4.05.06.0粒度,mm5~504、钙镁磷肥用磷矿标准:见表10。

表10 钙镁磷肥(高炉法)对磷矿质量要求(ZBD51003-86)指标名称 指 标 备 注P 2O 5含量,%≥ 32 30 28 26 24 Fe 2O 3含量,%≤ 22.5345粒度,mm25~50小于25mm 的粒度含量不得大于10%注:1、硅镁质半自溶性磷矿按企业标准执行。

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