磷元素在大自然中主要以矿石的形式存在,所以我们从大自然中获得磷元素主要是通过开采磷矿。
磷矿石选矿发展至今,已从最初的手工拣选和淘洗形成了两大类别:物理选矿和化学选矿,物理选矿方法有摩擦选矿法、重选法、形状选矿法、磁选法、手选法、粒度选矿法和静电选矿法等,化学选矿方法有浮选法、浸出法和焙烧法等。浮选法、重选、擦洗脱泥工艺、焙烧、电选等是目前普遍采用的选矿方法。
1.最常用的磷矿浮选工艺
目前磷矿石的选矿主要是采用浮选法进行的,浮选就是在药剂的作用下,根据各种矿物表面性质的不同,使他们有选择的粘附在气泡的表面,从而完成分选的过程。
普遍采用的是泡沫浮选法,其实质是将矿物研磨成矿浆,加入浮选药剂处理之后,通入空气,使之形成大量的气泡,一些不易被水润湿的,一般称作疏水性矿物粒子附着于气泡上,并同气泡一起漂浮到矿浆表面形成矿化泡沫层,将其刮出即为泡沫产品,通称为精矿,另一些容易被水润湿的,即一般称作亲水性的矿物粒子,不附着于气泡上面而留在矿浆中,即为尾矿。
2.磷矿擦洗脱泥
擦洗脱泥法是磷矿唯一一种纯物理方法选矿,矿石中风化型或含泥较多的磷矿石主要采用此方法,可以露天生产,此方法一般应用于化学浮选前的矿石预处理,操作工艺相对简单,整个过程不加入任何化学药剂,纯物理浮选法,所以不会污染外界环境。
主要过程是通过水洗去除矿物表面的杂质,再逐级筛选,从而筛选出优质的磷矿,云南滇池地区的擦洗脱泥工艺相对成熟,主要用于分选风化程度较高的矿石。
3.磷矿重选工艺
重选,又叫重力选矿,工作原理是利用各种矿物密度不同的性质,使其在水、空气或者其他相对密度较大的液体介质中流动,其呈现的运动速度不同,从而进行选矿的工艺方法。
4.磷矿焙烧工艺
焙烧法就是通过高温热分解使矿物中的钙、镁等碳酸盐分成形成二氧化碳和固体氧化物,再通过其他化学反应生成固体沉淀附着在矿石表面,然后利用擦洗脱泥工艺将精矿分离出来,从而确保矿石中P2O5的百分含量。
焙烧法虽然工艺简单易于操作,但是由于需要达到高温要求,对设备的投资也将相对较高,控制要求也很高,所以目前在选矿工业很少用到此方法。
5.磷矿石电选工艺
不同矿物的电性质和颗粒的导电率不同,利用这一性质,我们采用高压电场与其他的力场相配合,可以对矿石进行筛选,主要用在有色金属和稀有金属的分选上,电选耗电少,生产成本低,筛选效果佳且精矿品位高,回收率高等特点,目前已经逐渐收到人们的关注和重视,在未来的选矿工业中必将进一步得到升华。
6.磷矿石化学选矿方法
磷矿化学选矿是通过矿物本身化学性质的不同,通过加入指定的药剂来改变矿物的理化性质,从而使其有选择性的溶解分离出来。其基本流程一般为:焙烧、浸出、固液分离、浸出液处理等。浸泡药剂通常选择稀硫酸、稀盐酸和氯化氨等。
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