瓮福集团大力开发中低品位磷矿选矿技术

磷矿的主要用途 磷是地球上所有生物体细胞核的重要组分，对于生命过程的光合和代谢过程起着重要作用。可以说如果没有磷就没有生命。磷是植物生长必不可少的三大营养元素之一，磷肥及磷复肥对农作物的生长及增产具有较大的作用。磷矿是制造一切磷化合物的初始原料，也是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称。[1] 磷矿主要用来生产磷肥及磷复肥，磷肥是三大基础化学肥料之一，我国用于磷肥生产所消耗的磷矿石约占磷矿石消费总量的80%左右。磷矿也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类产品。

国内外磷矿保有情况 2005年世界磷矿储量为180亿吨，基础储量为500亿吨，其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。按储量和基础储量排序，摩洛哥位居首位，中国第二，美国第三。我国磷矿资源比较丰富，截至2006年底，保有资源储量为169.82亿吨，其中储量14.11亿吨，基础储量36.96亿吨，资源量132.86亿吨。我国磷矿资源虽然较多，但是我国磷矿石平均品位仅有17%，而可采平均品位一般在23%以上。近中期在技术经济上可利用的基础储量仅占资源总储量约24%，而难以利用的资源量占76%，表明我国磷矿开采加工比较困难。为满足农业生产对磷肥的需求，我国磷矿石消费将由2001年的3579万吨增长到2020年的5711万吨。与需求相比，预计2010年和2020年磷矿石缺口分别为800万吨和1000万吨。目前，我国磷资源富矿可用年限低于10年，即使加上中低品位矿资源，可用年限也仅有50～60年。因此，磷矿已被列为我国2010年后不能满足国民经济发展需要的20种矿种之一。[2] 瓮福集团磷资源情况 瓮福(集团)有限责任公司是集磷矿采选、磷复肥、磷煤化工、氟碘化工生产、科研、贸易为一体的国有大型企业。是国家“八五”、“九五”投资建设的五大磷肥基地之一。

所属瓮福磷矿位处川黔南北构造带上，矿区总面积58km2，由高坪和白岩两个矿区组成，为一大型海相沉积磷块岩矿床。 高坪矿区工业磷矿层—b层矿赋存于震旦系上统陡山沱组第四段(Z1-4 b )，展布受白岩～高坪背斜的次级褶皱高坪背斜控制。 白岩矿区工业磷矿层a、b两层矿赋存于震旦系上统陡山沱组第四段(Z1-4 b )，展布受白岩～高坪背斜的次级褶皱高坪背斜控制。 瓮福磷矿规划范围内总的保有储量为49129.2万t，P2O5平均品位25.23%;其中露天开采保有矿石储量13009.41万t，P2O5平均品位27.36%;地下开采保有矿石储量36119.79万t，P2O5平均品位24.46%。 高坪矿区工业磷矿层为b层矿， 白岩矿区工业磷矿层为二层，即a层矿和b层矿，a矿层储量占矿段总储量的55%;b矿层储量占矿段总储量的45%。 矿区工业磷块岩矿石矿物单一，为碳氟磷灰石。 瓮福磷矿高坪、白岩矿区规划范围内的六个矿段中，英坪矿段、磨坊矿段的Ⅱ矿体、穿岩洞矿段的P2O5地质品位均在26%以上，其它矿体的P2O5地质品位均在19～25%之间，英坪矿段P2O5地质品位自上而下逐渐降低，其它矿段也有类似现象，白岩矿区的穿岩洞和大塘矿段赋存有大量的a层矿，其选矿特性差异很大，各矿段的矿产资源、矿体赋存条件、开采技术条件、矿石性质均有较大差异。 开发中低品位磷矿的探索与实践

矿石反浮选捕收剂的研制

瓮福磷矿矿山项目设计入选原矿石品位P­2O5 30.75%， 精矿品位P­2O5 35.5%，MgO小于等于1.5%。但由于市场的需要，高品位(P­2O5 30%以上)矿石不断被开采利用，导致矿区矿石开采品位逐年下降;在96至99年的试生产中，只要原矿品位P­2O5低于28%、或者说MgO大于5%时，所生产的磷精矿便是不合格品，造成了很大的浪费。 瓮福矿区拥有地质储量8.2亿吨的磷矿石，其中80%以上属碳酸盐型胶磷矿，P­2O5平均品位只有25%，要配成P­2O5 30.75%原矿入选，不仅配矿难度大，且有50%左右的资源不能利用。为了让国家投资50多亿元建设的矿肥项目能充分地发挥作用，瓮福磷矿开展了P­2O528%以下的碳酸盐型胶磷矿的选矿攻关研究。经过分析，瓮福磷矿确定试验方向为：以中低品位碳酸盐型胶磷矿为原料，产品(磷精矿)以湿法磷酸用矿(标准号HG/T2673-95)的优等品为标准，从众多的选捕收剂中寻找适合的捕收剂。通过不断的试验和比选，瓮福磷矿成功开发研制了一种新型捕收剂——WF-01。使用WF-01作捕收剂选别高品位矿石，精矿氧化镁平均为0.95%，精矿产率平均79.50%，P­2O5回收率平均为95.53%。使用WF-01作捕收剂选别低品位(25-26%)矿石，精矿氧化镁平均为0.97%，精矿产率平均为68.29%，精矿P­2O5回收率平均为90.86%。使用WF-01的主要作用是解决了大量的低品位碳酸盐型磷块岩胶磷矿的选矿问题，它能将P2O5>22%、MgO 6-7%的原矿经大工业生产选别得到P2O­534%左右、MgO1.2%以下的磷精矿。由于WF-01从技术的角度解决了低品位矿的入选问题，使充分利用磷矿石的地质储量成为现实，增加了工业开采的远景储量，延长了矿山生产服务年限。 因此，WF-O1的开发利用在充分利用矿产资源方面具有良好的社会效益和经济效益。 工业生产证明，使用WF-01作碳酸盐型磷块岩低品位矿石反浮选捕收剂是成功的，具体表现在以下几个方面：

捕收性能好，选择性强，选出的磷精矿品位高，杂质MgO含量低，精矿P2O5回收率高。

起泡性能好，泡沫稳定，不发粘，流动性好，尾矿处理不用消泡装置，尾矿渗水性好。

调整剂硫酸用量明显减少，利于降低生产成本和减轻设备腐蚀、结垢。

药剂用量低，仅节约药剂用量一项，年可节省生产费用1380.4万元，每年减少药剂运输10000多吨，节约运输费52多万元。

减轻劳动强度，净化车间工作环境，简化操作程序，提高劳动效率。

混合选矿回收利用a层矿

瓮福磷矿由高坪和白岩两个矿区组成，高坪矿区的矿石类型以钙镁质磷块岩(称b层矿)为主，而白岩矿区b层矿只占45%，另外55%为硅钙质磷块岩(称a层矿)，a层矿的主要成份平均为P2O525.0%、MgO3.0%、SiO220.0%、R2O33.0%。 原设计选矿厂主要以选b层矿为主，生产磷精矿，a层矿除少量用于制黄磷外，大部分因选矿技术上存在一定困难而没有利用。瓮福磷矿为了充分利用有限的矿产资源，提高矿产利用率，在成功开发新型选矿药剂后，为了综合回收a层矿，又进行了(a+b)混合选矿研究并取得了很好的选矿指标，提高了矿石的利用率，通过对现有选矿厂的部分改造，增加部分配矿和给矿设施，实现了综合利用矿产资源的目的。通过项目的实施和改造，a层矿的回收率提高6.86%，产率提高5.58%。按20年计算可多回收优质磷精矿69.8万吨，延长矿山资源服务年限5年。在给企业带来经济效益的同时，也产生了良好的社会效益。

尾矿再选

瓮福磷矿新龙坝选矿厂原设计能力250万t/a，后经扩建改造年生产能力已达360万t，每年生产磷精矿250万t，排放尾矿110万t/a。通过对排放尾矿化学分析得知：尾矿平均含P2O57.88%、MgO15.98%。如果对尾矿能进行二次富集回收，不仅可更充分利用磷矿资源，减少尾矿排放量和减少尾矿库堆存压力，同时为企业创造更多的经济效益。磷矿资源是不可再生资源，为了最大限度地提高矿产资源综合利用率，瓮福磷矿实化中心做了大量的试验研究，发现对部分尾矿进行分级再磨并采用WF-01捕收剂和WFS(磷酸厂废水)作调整剂仍采用反浮选工艺，可将含P2O56～8%、MgO 15%左右的尾矿，经再选后获得含P2O5≥28%、MgO 2.5～4%的磷精矿，P2O5回收率为总尾矿P2O5的50%左右，精矿产率13%左右，使精矿总产率提高4%以上，总回收率从90%提高到95%以上。项目经论证后并实施，通过一年的建设，现已一次试车成功并顺利达产，形成了利用原有尾矿110万t/a，新增生产14.4万t/a精矿的能力。 尾矿再选仅投资1514.52万元。若新建一个原矿品位较好的中等矿山，按照年产14.4万吨精矿计算，需要建设一个原矿开采规模30万t/a的采选装置，则需投资约15000万元。 尾矿再选项目，不仅进一步提高了国家有限资源的利用率，而且减少了废弃尾矿的排放数量，符合国家“节能减排”的方针政策。已产生好的经济效益、社会效益和环保效益。 瓮福自建成投运就致力于中低品位磷矿的开发研究,虽然通过有限的尝试取得了一定的成果，但瓮福作为一家有社会责任感和使命感的国资企业，会继续不遗余力地为我国的矿业开发不懈努力。