我国磷矿资源的特点及加工利用分析
- 格式:doc
- 大小:45.50 KB
- 文档页数:21
第十一章:国内磷矿资源概况11.1 资源状况我国磷矿资源十分丰富,根据2004年7月国土资源部储量司公布的《全国矿产资源储量通报》统计,截止到2003年底,全国磷矿资源储量为18.91矿石亿t,基础储量为39.02矿石亿t,如果按2003年的开采水平计算,我国现有磷矿资源储量和储量基础静态保证年限分别为68a和141a。
我国磷矿资源分布在全国27个省(市),相对集中在湖北(5.14亿t,占全国总储量的27.19%)、贵州(5.0亿t,占全国的26.45%)、云南(3.55亿t,占全国的18.77%)和四川(1.15亿t,占全国的6.1%),四省合计占全国磷矿储量总量的78.51%。
另外磷矿资源较多的省还有湖南(0.9亿t)、山西(0.62亿t)、青海(0.57亿t)以及江西(0.56亿t)等。
我国磷矿富矿(P2O5含量大于30%)主要集中在贵州、云南、湖北、四川和湖南五省,其中贵州和云南两省的磷矿质量最好、储量也最多,两省富矿储量占到全国富矿总储量的80%以上。
截止到2003年底,我国富磷矿储量为4.75亿t,占全国总储量的22.5%;基础储量为7.78亿t,占全国总量的19.19%;资源量和资源储量分别为3.3亿t和11.08亿t,分别占全国的2.59%和6.6%。
我国伴生磷矿比较少,共有伴生磷矿区8处,截止到2003年底,伴生磷矿储量55.7万t(P2O5),基础储量105.3万t,资源量800.4万t,主要分布在内蒙古、辽宁、吉林、安徽和河南五省。
正是由于我国磷矿资源分布不均匀和矿石质量的差异,形成了我国“南磷北运,西磷东调”的局面,长距离的运输和较高的运输费(包括各种运杂费),给磷肥企业的原料供给和产品成本带来较大的影响,同时也制约了现有矿山企业生产能力的发挥和云、贵等主要磷矿省份的资源开发。
另外我国富磷矿仅能维持我国使用10~15a,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,为我国的战略性矿产资源。
我国磷矿资源节约与综合利用关键技术
我国磷矿资源的节约与综合利用关键技术主要包括以下几个方面:
1. 矿石的选矿技术:通过选矿技术,实现对磷矿石的精细分选和提升品位,降低磷矿石的资源消耗和能源消耗。
2. 矿石综合利用技术:利用浸出、浮选、氢氟酸法等技术,从磷矿石中高效提取磷酸盐等有用成分,同时对磷矿石中的其他杂质进行有效分离和综合利用。
3. 废弃矿山资源利用技术:对于已经开采并废弃的矿山,通过研究开发新的提取和处理技术,实现对废弃矿山的资源再利用,如回收废弃石料中的磷资源。
4. 磷酸盐资源的高效利用技术:磷酸盐是磷矿石的主要产品之一,研究开发高效的磷酸盐制备技术,提高其利用率,减少浪费。
5. 循环经济技术:通过推广循环经济模式,实现废水、尾矿和废渣的资源化利用,减少环境污染同时获取经济效益。
6. 紧缺资源的替代技术:考虑到磷矿石储量有限,研究替代技术,如通过生物技术培育高效利用磷的作物品种,从而减少对磷矿石的依赖。
这些关键技术的研究和应用,将有助于提高我国磷矿石资源的利用效率,减少资源浪费,实现磷资源的可持续利用。
我国磷矿资源的开发利用现状及发展战略近年来,我国磷矿资源的开发利用得到了极大的重视和推动。
磷矿是我国重要的战略矿产资源之一,对于农业生产、化肥生产和工业发展具有重要的意义。
本文将就我国磷矿资源的开发利用现状进行分析,并提出相应的发展战略。
我国磷矿资源的开发利用已取得了一定的进展。
我国是世界上最大的磷矿资源拥有国之一,磷矿储量居世界第二位。
我国的磷矿主要分布在云南、四川、贵州、湖南等地,其中云南省是我国最大的磷矿生产地之一。
我国磷矿的品位较低,资源贫瘠,开采难度较大,但随着技术的进步和资源的逐渐枯竭,磷矿资源的开发利用已成为我国矿产资源开发的重要方向之一。
在磷矿资源的开发利用方面,我国已经建立了一套完整的磷矿开发体系。
首先是磷矿的勘探和评价工作,通过地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探等手段,探明磷矿的储量和品位。
其次是磷矿的开采和加工工作,通过露天开采、地下开采等方式,将磷矿从地下取出,并进行磷矿的粉碎、选矿、浮选等工艺,提高磷矿的品位和利用率。
最后是磷矿的利用工作,将磷矿转化为磷酸盐肥料、磷化工产品等,用于农业生产和工业发展。
然而,我国磷矿资源的开发利用仍面临一些问题和挑战。
首先是磷矿资源的储量逐渐减少和品位下降的问题。
由于长期的开采和利用,我国磷矿资源的储量逐渐减少,品位也在不断下降,这给磷矿的开发利用带来了一定的困难。
其次是磷矿的安全和环保问题。
磷矿的开采和加工过程中会产生大量的废弃物和尾矿,对环境造成污染,同时也存在矿山安全隐患,这需要加强磷矿的环境保护和安全管理。
另外,磷矿的利用效率也需要进一步提高,目前我国磷矿的利用率较低,需要通过技术创新和管理改进,提高磷矿的综合利用效益。
为了解决上述问题,我国磷矿资源的开发利用需要采取一系列的发展战略。
首先,要加强磷矿资源的勘探和评价工作,通过加大投入和技术创新,探明更多的磷矿储量,提高磷矿的品位。
其次,要加强磷矿的开采和加工技术研究,通过引进和创新技术,提高磷矿的开采效率和加工品位。
中国重要沉积型和碳酸盐型磷矿资源特点及开发前景中国是世界上磷矿资源较为丰富的国家之一,根据磷矿床类型的不同,可以分为重要沉积型和碳酸盐型两大类。
本文将分别介绍这两类磷矿资源的特点,以及未来的开发前景。
一、重要沉积型磷矿资源特点重要沉积型磷矿主要分布在中国的西南地区,包括四川、云南、贵州等地。
其特点如下:1. 资源丰富:中国的重要沉积型磷矿储量居世界前列。
以四川盆地为例,其磷矿资源储量超过10亿吨。
2. 高品位:重要沉积型磷矿的品位通常较高,大多数矿石的P2O5含量在20%以上,可直接用于生产磷酸盐肥料。
3. 区域集中:重要沉积型磷矿主要分布在中国西南地区,区域集中,方便开采和后续加工利用。
4. 矿石性质复杂:重要沉积型磷矿石的性质多样,含有不同结构的磷酸盐矿物,如磷灰石、白菜石、触石磷矿等,利用难度较大。
二、碳酸盐型磷矿资源特点碳酸盐型磷矿多分布在中国的西南部和华南地区,其特点如下:1. 资源广泛:碳酸盐型磷矿分布广泛,包括湖北、湖南、广西、广东等多个省份,资源量大。
2. 品位较低:碳酸盐型磷矿的品位通常较低,大多数矿石的P2O5含量在12%至17%之间,需要进行选矿提高品位。
3. 高剥离性:碳酸盐型磷矿石常常与脉石、碳酸盐岩等伴生,矿石剥离性高,矿石的难以获得纯净的磷酸盐矿物,需要进行矿石的加工和提纯。
4. 开发难度大:碳酸盐型磷矿石的开采和加工难度较大,需要一定的技术和设备支持。
三、磷矿资源的开发前景1. 利用现有资源,提高资源利用效率:中国磷矿资源逐渐减少,未来的开发重点应放在提高资源利用效率上,包括矿石的选矿、浮选等技术改进,以及废弃矿石的再利用。
2. 加大勘探开发力度:在已知的磷矿资源基础上,加大磷矿勘探开发力度,寻找新的磷矿资源点,以保证国内磷肥生产的可持续发展。
3. 提升矿石加工技术水平:重要沉积型和碳酸盐型磷矿的开采和加工存在一定的技术问题,需要加大研发力度,提升矿石的加工技术水平,提高磷酸盐矿物的回收率和品位。
磷矿资源的综合利用与循环经济磷矿是一种重要的非金属矿产资源,主要用于生产化肥和农药。
然而,过去对磷矿的开采和利用主要是一次性消耗,并且存在着磷资源浪费和环境污染的问题。
为了实现磷矿资源的可持续利用,发展磷矿资源的综合利用与循环经济是当今社会发展的必然选择。
磷矿资源的综合利用是指将磷矿开采中产生的各种尾矿、废渣和矿石中不可利用的成分进行分离、提取和转化,将其转化为各种有用的资源或能源。
一方面,可以通过改进提取工艺,大幅提高磷矿开采的利用率,降低资源浪费。
另一方面,可以通过综合利用技术,将磷矿中的磷、氟、铀等有害成分进行分离,得到高纯度的磷酸铵、磷酸钠等化肥原料,以及氟化钾等工业原料。
同时,可以通过磷矿的热解和氧化等技术,将磷矿中的有机物转化为磷酸盐、有机氮化合物等农药原料,实现农药的资源化利用。
磷矿资源的循环经济是指在磷矿开采和利用过程中,将废弃物和尾矿进行有效的回收和再利用,实现磷矿资源的循环利用。
目前,主要采用的循环经济技术有尾矿堆放的环保研究与利用、尾矿废渣的资源化利用、磷矿回收与再利用等。
其中,尾矿堆放的环保研究与利用是指通过改善尾矿的排放和储存方式,减少磷矿资源浪费和环境污染。
尾矿废渣的资源化利用是指将尾矿废渣中的有用成分进行分离和提取,得到高纯度的磷酸钙、磷灰石等工业原料。
磷矿回收与再利用是指将磷矿中的各种有用成分进行回收和再利用,实现资源的循环利用。
磷矿资源的综合利用和循环经济有着广阔的应用前景和巨大的经济效益。
首先,可以获得丰富的磷矿资源,满足国内化肥和农药生产的需求。
其次,可以减少磷矿开采对环境的影响,降低资源浪费和环境污染。
再次,可以提高磷矿的开采利用率,降低磷矿的开采成本,提高经济效益。
最后,可以通过磷矿资源的综合利用和循环经济,促进相关产业的发展,推动经济的转型升级。
然而,磷矿资源的综合利用和循环经济也面临着一些困难和挑战。
首先,磷矿开采和利用的技术水平相对滞后,存在大量的不可利用的成分。
我国磷矿资源的特点及加工操纵阐发磷矿是指在经济上可操纵的磷酸盐类矿物的总称,在工业上主要用于出产磷系肥料,也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类产物。
这些产物广泛应用于农业出产、医药、食品、轻工、化工、国防等工业部分。
我国磷肥出产所消耗的磷矿石约占总消费量的80%摆布。
磷在地壳中的含量虽然很高,但具备工业开采价值的磷资源在全世界非常有限且分布极其不均。
具有工业开采和商业开发价值、经济意义较高的优质磷矿床80%以上集中在4个国家:中国、摩洛哥(西撒哈拉)、南非、美国。
因此,从全世界磷资源的地舆分布、人口集中度、经济开展的程度及对磷资源的需求情况看,全世界磷资源具有必然的稀缺性。
磷矿石具有不成再生的特点。
磷矿资源成因年代长远,成矿条件极其复杂,因而磷矿的再生性几乎不成能。
磷矿资源一经开发操纵,磷素随着各下游加工产物的消费领域分散到自然界中,不成再循环操纵,因而磷资源又具有不成循环性。
由于磷资源的稀缺性和不成再生性,许多国家已经将磷矿资源列为战略资源。
我国国土资源部在2001年对我国45个矿种供应国民经济建设的包管程度进行了论证,其成果说明,磷矿是2021年以后不克不及包管需求的矿种之一,属庇护性开发的矿产资源。
因此,如何按照国内磷资源的特点进行合理加工操纵,对于科学操纵资源、提高资源操纵效率、维持国内磷化工行业的健康可持续开展,意义重大,也是本文探讨的问题地点。
1 我国磷矿资源的地质特征及分布情况我国磷矿主要是海相沉积磷块岩矿床,成矿年代主要为震旦纪和寒武纪,其次是泥盆纪。
贵州开阳磷矿区和瓮福磷矿区为中震旦统海相沉积磷块岩矿床;湖北胡集、宜昌和保康磷矿区为上震旦统海相沉积磷块岩矿床;云南滇池地域磷矿和四川马边磷矿区为下寒武统海相沉积磷块岩矿床:四川金河和清平磷矿区为上泥盆统海相沉积磷块岩矿床。
以上各矿区构成我国磷矿矿区的主体局部。
震旦纪和寒武纪海相沉积磷块岩矿床,矿体呈层状,其顶板和夹层以含磷白云岩居多,且含磷层与含磷白云岩层以不等、厚度相间、形成条带状或层纹状构造;磷矿物多为微—低碳氟磷灰石,多呈鲕状、假鲕状或凝胶状布局,此中夹裹有不等量的细散脉石矿物,主要也是碳酸盐矿物,不仅脉石矿物的物化性质与磷矿物相近,而且常需细磨方能单体解离。
磷资源危机呼唤磷高效利用技术廖宗文刘可星郑超一磷资源的危机及高效利用的迫切性我国的磷矿资源比较丰富,已探明资源总量仅次于世界磷矿资源大国摩洛哥,位居第二,截止2002年底,保有资源储量为167.86亿吨。
数量上虽丰富,但品位贫乏:我国磷矿以中低品位为主,P2O5平均含量不足17%,P2O5含量大于30%的富矿约为仅占总量的8%。
目前我国主要侧重于对高品位的磷矿开发和利用,用于制造高水溶性磷肥——磷铵类或枸溶性磷肥——普钙、钙镁磷肥等。
虽然磷化工工业部门为解决我国中低品位磷矿的利用,开展了大量的选矿试验研究工作,但尚未有重大突破。
在现有技术经济条件下,我国中低品位磷矿成为一种“鸡肋”资源,“食之无味,弃之可惜”。
我国的磷矿资源主要用于磷肥的生产,在目前我国的磷矿消费结构中,磷肥约占82%。
磷肥施入土壤后,由于其特定的土壤化学行为,大部分很快被土壤胶体吸附或固定,很快转化为不能为植物所吸收利用的非有效态,这种情况在南方酸性土壤上由于铝、铁、锰的强烈固定作用而尤显突出,且磷在土壤中的移动性小,磷肥的当季利用率多在10%~20%,在三大主要养分中是最低的。
如此低的磷肥利用率,无疑加剧了磷矿资源的消耗,加重磷资源危机。
此外,固定于土壤的磷,则会通过农田排水和地表径流的方式进入地表水体,造成污染——水体富营养化。
农田氮、磷的流失已成为引起水体富营养化的重要原因。
据国土资源部统计,现有的磷富矿资源则仅能维持我国使用10~15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种矿产之一。
磷的生物化学循环与氮完全不同,是单向流动的,难以再生,因而是一种不可更新的资源。
因此,必须高度关注正在发生的磷危机。
开发磷资源高效利用技术,就成为一项紧迫的重大战略任务,这对于磷矿资源的可持续利用和提高磷矿业、磷肥企业的经济效益,均有深远的意义。
磷矿活化技术,主要基于对中低品位磷矿的开发利用。
其原理是通过活化剂的作用,促进磷矿释放P,无需对中低品位的磷矿进行精选且细度在100目以上即可,无需加入硫酸。
中国磷矿资源地质特征一、矿床时空分布及成矿规律1. 沉积磷块岩的主要成矿规律震旦纪—寒武纪是中国海相沉积磷块岩矿床的主要成矿时期。
震旦纪陡山沱组与灯影组沉积磷块岩分布在扬子地区的贵州、湖北、湖南,即扬子成磷区的湘黔成矿带、陕鄂成矿带、浙桂成矿带。
时限为800±50~615±20 Ma。
扬子地台区的陡山沱组为中国最大磷酸盐沉积层,其上灯影组磷酸盐化岩层虽在很多地区有所发现,但构成有经济价值的磷酸盐矿床,则主要见于湖北南漳邓家崖。
中国寒武纪地层发育完整,早寒武世每次海进地层底部都沉积了磷酸盐层,其中梅树村组赋存的大规模磷块岩矿床是继陡山沱组磷块岩沉积之后中国第二大型磷酸盐沉积层。
有重大经济价值的磷块岩矿床主要集中于上扬子成磷带的云南、四川与陕西,地理上构成近南北向的带状分布。
2.变质磷矿床成矿规律丰宁式磷矿床为太古宙矿床,主要分布在中朝地块的太古宙陆核区,即华北陆核、辽宁吉林南部—朝鲜北部陆核、山东陆核等。
其中中朝地块北部内蒙古地轴中段与东段构成两个成矿带,山东半岛为一成矿带。
鸡西式磷矿床为元古宙早期矿床,主要分布于微型古陆及古板块边缘地槽型建造中。
海州式磷矿床为古元古代晚期矿床,主要分布于中朝地块东缘含碳、锰岩系及与镁质碳酸岩型建造中,在吉南—辽东、苏北、皖东北构成3个重要工业意义的成矿带。
白家山式磷矿床主要分布于中朝地块内部滹沱—中条古海槽区,在鄂尔多斯与华北陆核之间构成一个成矿区。
布龙土式磷矿床主要分布于中朝地块北缘(五泰信息咨询)(市场调研报告)(市场调研报告)( )。
3.内生磷灰石矿床主要成矿规律内生磷灰石矿床主要与幔源岩浆活动密切相关,含矿母岩一般为幔源岩浆岩岩体。
如超基性碱性碳酸岩杂岩体、含钒、钛、铁基性杂岩体等。
此类岩浆岩体一般磷较高。
由于地幔物质的选择性熔融,使磷质在幔源岩浆中富集,尔后地辟上升侵入地壳,这是形成磷灰石矿床的基本条件之一。
含磷的幔源岩浆在地台或地盾地区上升到稳定的地壳内,有可能充分地进行岩浆分异作用而形成大型的岩浆杂岩体,这是工业磷灰石矿床产出的重要因素。
磷矿资源的特点及加工利用分析磷矿资源是人类社会重要的非金属矿产资源之一,具有种类多、分布广、含量低、难以提取等特点。
磷矿石主要分为铜岩型、海相磷矿和碳酸盐型三类。
磷矿资源储量在全球已经达到了数十亿吨,在我国尤其丰富,但是其开采和利用目前还存在很多问题,限制了其发展。
一、磷矿资源的特点1.种类多:磷矿石种类多,主要包括铜岩型、海相磷矿和碳酸盐型三种,不同种类的磷矿石具有不同的成因和特点。
2.分布广:磷矿石分布广泛,主要分布在中国、美洲、非洲等地区,其中中国是磷矿资源丰富的国家之一。
3.含量低:磷矿石中磷酸盐的含量很低,通常少于10%,而且含磷酸盐的矿物种类繁多,磷酸盐的分离提取难度大。
4.难以提取:磷矿石中的磷酸盐主要是以磷灰石、菱铁矿、磷灰铁矿等矿物形式存在,磷酸盐的分离提取难度大,必须采用专门的加工技术。
二、磷矿的加工利用分析1.利用价值高:磷酸盐是农业肥料和化学工业品的重要原料,磷酸盐的供需状况严重影响着全球农业和化学工业的发展。
同时,磷酸盐还具有医药、食品、建材等多种用途。
2.加工难度大:磷矿的加工利用难度大,主要是分离提取磷酸盐的难度大,需要采取多种加工技术,如浮选、重选、磷酸浸出等。
3.环境压力大:磷矿的加工和利用会对环境造成较大压力,主要是磷酸盐浸出过程中会产生大量的废水和废渣,这些废物会污染土壤和水源,对生态环境造成负面影响。
4.开采和利用存在问题:当前,磷矿的开采和利用在我国仍存在一些问题,主要包括矿物资源浪费、资源开采不合理、矿山环境污染严重等。
因此,必须加强磷矿的科学开采和利用。
总之,磷矿资源是非常重要的资源之一,其开采和利用对于全球农业和化学工业的发展都有着重要的影响。
但是,磷矿的加工和利用存在很多问题,需要采取有力的措施来提高其开采和利用效率,保护生态环境。
中国重要沉积型磷矿资源特点及开发前景中国是一个磷矿资源丰富的国家,拥有世界上最丰富的重要沉积型磷矿资源之一。
磷矿资源是我国农业发展和农产品供给的关键原料,对于保障粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。
本文将从中国重要沉积型磷矿资源的特点和开发前景两个方面进行详细解析。
一、中国重要沉积型磷矿资源的特点1.资源丰富:中国重要沉积型磷矿资源分布广泛且储量丰富,主要分布在贵州、四川、云南、广西等地。
其中,贵州省是中国最主要的磷矿资源基地,拥有世界上最大的磷矿资源储量。
根据国土资源部的统计数据,中国的磷资源储量已超过360亿吨,居世界第二位,约占全球总储量的40%。
2.品位较低:中国重要沉积型磷矿资源的品位较低,磷酸钙的平均品位一般在20%左右。
这意味着每吨矿石中只有200克左右的磷酸钙,原矿中含有大量的杂质,需要通过选矿、精选等工艺流程进行提纯,以满足农业和化肥生产的需求。
3.开发利用技术相对滞后:与国外相比,中国在磷矿资源的开采和利用技术方面相对滞后。
国内大部分磷矿资源的开采还是采用传统的地下开采和露天开采方式,采煤过程中产生的大量废矸石和尾矿对环境造成严重污染,而且开采难度大、安全性差。
此外,矿石的选矿、磨矿和提炼等过程也存在能耗高、破产率低等问题,需要进一步加强技术创新和引进国外先进技术,降低成本。
二、中国重要沉积型磷矿资源的开发前景1.需求量大:中国是世界上最大的农业大国,每年农业耕地面积超过1.4亿公顷,农业用肥总量在7000万吨以上。
磷肥是农业中必不可少的重要肥料,而磷酸钙是生产磷肥的关键原料之一。
随着我国农业的发展和农产品供给的不断提高,对磷酸钙等磷资源的需求将继续增长。
2.发展磷肥产业:中国磷矿资源的丰富提供了磷肥产业发展的良好基础。
在工业化、城镇化进程加速的同时,磷肥的需求将进一步增加。
未来,我国将进一步完善磷肥产业链,提高磷肥的自给率和市场占有率。
这将促进磷矿资源的规模化开发和利用,提高资源利用效率。
我国磷资源产业的发展随着经济的不断发展,我国成为了世界上最大的磷矿资源生产国之一。
磷资源被广泛应用于农业、化肥、医药以及工业等领域,是国家经济建设不可缺少的资源之一。
一、我国磷资源的主要特点以及发展现状1. 我国磷资源的主要特点我国的磷资源主要分布在四个大区域:华南、华北、滇中和西北。
目前,我国主要的磷矿种类包括磷灰石矿、氟磷灰石矿、水钙磷石矿等,其中磷灰石矿的自主储量最大。
2. 磷资源的发展现状随着我国经济的持续发展,磷资源的需求量也不断增加。
此外,磷矿石的资源短缺也成为了我国磷产业发展的瓶颈。
目前,我国的磷矿资源主要依赖进口,这不仅增加了我国的贸易逆差,还使我国的磷产业面临着不小的风险和挑战。
在这种情况下,我国政府加快了磷资源的探采工作,并在技术创新和管理模式上做了大量尝试。
在这样的努力下,我国磷矿开采的规模不断扩大,磷矿品质也得到了持续提高。
二、我国磷资源产业的发展趋势1. 科技创新为了提高磷矿石的开采效益和环保水平,我国磷资源企业加快了高效、精细的磷矿石开采和资源利用技术研究和实践。
比如,采用高效、节能的技术和新材料,开发具有优良状态和高寿命的磷矿选矿和精选设备,推动磷矿可持续利用。
2. 协调发展为了解决资源短缺和矿山建设过程中可能导致的生态环境破坏,我国磷产业加快了磷矿业的协调发展,通过实现资源优化配置、推动矿区生态环境保护等方式,实现磷矿业的可持续发展。
3. 进一步推进技术升级和管理改革为了适应市场变化、提高管理效率,我国政府致力于磷资源产业技术创新和管理模式创新。
通过推动智慧矿山建设、大数据技术应用、人工智能应用等,实现矿业智能化,提升矿业生产效率、节能减排、降低成本,为磷产业的可持续发展打下更坚实的基础。
4. 优化市场布局为了更好地适应市场需求,我国磷资源产业将优化市场布局,加强与国际市场接轨,实现我国磷资源产业的快速发展。
三、总结当前,我国磷资源产业正处于转型升级、提质增效的重要时期。
我国磷矿资源的特点及加工利用分析磷矿是指在经济上可利用的磷酸盐类矿物的总称,在工业上主要用于生产磷系肥料,也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类产品。
这些产品广泛应用于农业生产、医药、食品、轻工、化工、国防等工业部门。
我国磷肥生产所消耗的磷矿石约占总消费量的80%左右。
磷在地壳中的含量虽然很高,但具备工业开采价值的磷资源在全世界非常有限且分布极其不均。
具有工业开采和商业开发价值、经济意义较高的优质磷矿床80%以上集中在4个国家:中国、摩洛哥(西撒哈拉)、南非、美国。
因此,从全世界磷资源的地理分布、人口集中度、经济发展的程度及对磷资源的需求情况看,全世界磷资源具有一定的稀缺性。
磷矿石具有不可再生的特点。
磷矿资源成因年代久远,成矿条件极其复杂,因而磷矿的再生性几乎不可能。
磷矿资源一经开发利用,磷素随着各下游加工产品的消费领域分散到自然界中,不可再循环利用,因而磷资源又具有不可循环性。
由于磷资源的稀缺性和不可再生性,许多国家已经将磷矿资源列为战略资源。
我国国土资源部在2001年对我国45个矿种供应国民经济建设的保证程度进行了论证,其结果表明,磷矿是2010年以后不能保证需求的矿种之一,属保护性开发的矿产资源。
因此,如何根据国内磷资源的特点进行合理加工利用,对于科学利用资源、提高资源利用效率、维持国内磷化工行业的健康可持续发展,意义重大,也是本文探讨的问题所在。
1 我国磷矿资源的地质特征及分布情况我国磷矿主要是海相沉积磷块岩矿床,成矿年代主要为震旦纪和寒武纪,其次是泥盆纪。
贵州开阳磷矿区和瓮福磷矿区为中震旦统海相沉积磷块岩矿床;湖北胡集、宜昌和保康磷矿区为上震旦统海相沉积磷块岩矿床;云南滇池地区磷矿和四川马边磷矿区为下寒武统海相沉积磷块岩矿床:四川金河和清平磷矿区为上泥盆统海相沉积磷块岩矿床。
以上各矿区构成我国磷矿矿区的主体部分。
震旦纪和寒武纪海相沉积磷块岩矿床,矿体呈层状,其顶板和夹层以含磷白云岩居多,且含磷层与含磷白云岩层以不等、厚度相间、形成条带状或层纹状构造;磷矿物多为微—低碳氟磷灰石,多呈鲕状、假鲕状或凝胶状结构,其中夹裹有不等量的细散脉石矿物,主要也是碳酸盐矿物,不仅脉石矿物的物化性质与磷矿物相近,而且常需细磨方能单体解离。
因此,氧化镁含量高,分选困难是此类矿床的两大特征。
采出的原矿氧化镁含量一般在3%~6%,最高可达10%。
上泥盆统海相沉积磷块岩矿床,磷矿物主要是隐晶—细晶的碳氟磷灰石,因此富含硫磷铝锶矿(矿层顶板也为硫磷铝锶矿)而R2O3,含量高达9%~10%。
此外,陕西金家河磷矿为中泥盆统浅海相沉积磷块岩矿,茶店磷矿也属泥盆纪。
除磷块岩矿床外,我国东部和北部还分布有少量的岩浆岩磷灰石矿和海相沉积变质磷灰岩矿。
如河北涿鹿、矾山磷矿和承德马营磷矿均为岩浆岩矿床;江苏锦屏磷矿、新浦磷矿和湖北黄麦岭磷矿为磷灰岩矿床。
这两类磷矿的磷矿物均为氟磷灰石,结晶颗粒较粗,虽P2O5品位为8%~14%,但分选容易。
我国磷矿资源广泛分布在我国27个省、市、自治区(均有查明资源储量),查明资源储量在1亿t以上的有14个省、自治区。
列前5位的依次是云南、贵州、湖北、湖南和四川,分别占全国查明资源储量的24%、16%、13%、12%和9%,前5位共占全国查明资源储量的74%。
我国磷富矿(P2O5品位高于30%)主要分布在云、贵、鄂三省。
具体地说,我国磷矿主要分布在以下8个区域:云南滇池地区、贵州开阳地区、瓮福地区、四川金河—清平地区、马边地区和湖北的宜昌地区、胡集地区、保康地区。
从总体上看,我国磷矿资源分布极不平衡,探明储量南多北少、西多东少,大型磷矿及富矿高度集中在西南部地区。
2 我国磷矿资源的赋存情况我国的磷矿成因类型基本与国外相一致,分为沉积磷块岩矿床、内生磷灰石矿床、沉积变质磷灰岩矿床及鸟粪矿床等。
从储量上看,以沉积磷块岩矿床为主,其次为内生磷灰石矿床,鸟粪等类型矿床储量最少。
2.1 沉积磷块岩矿床世界上最大的磷矿床都是由沉积磷块岩组成的,这类矿床具有矿层厚、品位高、储量大、层位稳定的特点,成磷时代多,分布广泛。
我国这种类型的矿床主要集中在黔中、鄂西、滇东3个聚磷区。
沉积磷块岩矿床是我国主要的磷矿矿床,储量大,由于是以胶磷矿形式存在,选矿技术复杂,除部分磷富矿外,加工利用难度大。
但该类磷资源是我国磷矿的主要组成部分,将是我国磷矿加工利用的重点。
2.1.1 黔中盆地位于贵州的开阳一瓮安一带,成磷时代为震旦纪陡山沱期,属于扬子海盆中的黔中台地北东缘的台盆凹地,分布面积达2万km2以上。
含磷岩系主要为碳酸盐岩、磷块岩及粘土岩,多含磷质迭层石;主要可分为上下两个工业矿层,上矿层延伸稳定,多呈倾斜至缓倾斜产出,厚13~33m,P2O5平均品位约25%,矿石以胶磷矿为主。
开阳、瓮安两个特大型磷矿产地以富矿多、品位高而闻名。
黔中地区另有形成于早寒武世梅树村期的磷块岩,自织金至金沙呈北东一南西向带状分布;以条带状白云质磷块岩为主。
其P2O5品位较低,平均约17.5%,磷块岩中稀土含量较高,可以综合利用,并普遍含铀。
织金新华磷矿为此成矿时期的典型矿床。
2.1.2 鄂西聚磷区在大地构造上位于扬子地台区内。
成磷时代与黔中盆地的开阳、瓮安磷矿相一致,为晚震旦世陡山沱期。
含磷岩系主要由白云岩、磷块岩、粘土岩等岩性组成,矿层常呈层状、似层状产出,主要可分为上、下两矿层。
主要矿石矿物为胶磷矿,常呈隐晶胶状,矿石类型以硅钙质磷块岩为主,P2O5平均品位大于20%,有害组分具有高镁低铁铝的特点。
该聚磷区内的荆襄、宜昌、保康等均为大型磷矿产地。
2.1.3 滇东成磷盆地成磷时代为早寒武世梅树村期,属扬子海盆地的次一级拗陷区,为水下隆起及古陆所环抱,封闭条件较好的海湾泻湖成磷盆地。
含磷地层是一套海相碎屑岩及碳酸盐建造,主要由硅质岩、磷块岩、白云岩、灰岩及粉砂岩组成,可分为4个含磷层位,构成有工业意义的磷矿有2层。
一为梅树村阶下部的中谊村段上部,这是滇东盆地的最主要工业矿层;二为梅树村阶上部八道湾段底部。
该磷矿层常伴生有钒、镍、钼等矿产。
磷矿石按工业类型划分,主要为硅钙型磷块岩,P2O5品位以中低为主,有害杂质的含量一般呈镁高铁铝较低的特点。
其矿体埋深一般较浅,有较多的露采矿量;磷矿上部普遍存在着由风化作用形成的次生富集磷矿。
已探明磷矿产地多数具大型规模,著名磷矿山有昆阳、海口、晋宁等。
此外,我国另有形成于泥盆纪的较为重要的磷块岩矿床,这个时代的磷块岩在世界上发现不多。
主要分布在四川什邡、陕西略阳等地,可以什邡磷矿作代表。
什邡磷矿产于上泥盆统沙窝子组底部,沉积环境为古陆边缘的浅海封闭、半封闭海盆,矿层直接位于古侵蚀面上;矿床由下部的磷块岩矿层和上部的硫磷铝锶矿层组成;矿体呈层状、似层状,层厚受底板岩溶古侵蚀面控制,变化较大;主要矿物组分为胶磷矿、细晶磷灰石、硫磷铝锶矿、水云母;黄铁矿、白云石、方解石等;P2O5品位30%左右,伴生有碘、稀土等有益组分,可以进行综合利用。
2.2 内生磷灰石矿床内生磷灰石矿床在储量规模和矿床数量上均远不如磷块岩矿床,但由于该类矿床具有易选、综合利用价值高等优点,因而仍是磷的重要来源之一。
在缺磷地区,尤为显得重要。
我国磷灰石矿床主要分布在河北、辽宁、山东、山西、陕西等省,属华北地台范围。
产出地层的时代多为元古代至古生代,大多赋存在基性片麻岩、基性一超基性岩及碱性岩中,已探明储量的产地最主要的有河北矾山磷灰石矿床。
河北涿鹿矾山铁磷矿,是我国内生磷灰石矿床中品位较高、选矿效果好的唯一大型磷矿。
矿体产于偏碱性超基性—碱性杂岩体内,属晚期岩浆矿床,杂岩体侵入震旦系雾迷山组,呈椭园形,面积超过20km2;矿体形态呈似层状,连续完整,厚度较大。
矿石类型主要可分为黑云母辉石岩型、磁铁辉石岩型、磷灰石型和正长黑云母辉石岩型;矿石矿物主要为磷灰石及磁铁矿,脉石矿物主要有次透辉石、黑云母及正长石;矿区内P2O5平均品位大于11%,全铁质量分数13%左右。
2.3 沉积变质磷块岩矿床该类矿床主要由海相沉积的磷块岩经区域变质作用而形成,时代一般较老,多为元古代;主要分布在江苏、安徽、湖北等省。
含磷岩系从苏北经安徽肥东,宿松至湖北黄梅、大悟,构成大致呈北东—南西向断续分布的矿带。
湖北大悟黄麦岭磷矿是我国该类型磷矿的最大矿床。
湖北大悟黄麦岭磷矿产于元古界,矿体呈层状,可分上下两层,矿层厚度可达四十余米;其原生带磷矿P2O5品位在10%左右,而在风化带中增至16%;矿石易选,并有伴生硫可综合回收利用。
2.4 鸟粪等类型磷矿此类矿床的储量和数量均极其有限,但常常小而富,含可溶性磷较高,便于直接作为磷肥施用。
鸟粪磷矿在我国南部沿海岛屿上有一定的分布,数量不大,许多矿已被土法开采殆尽。
3 我国磷矿资源特点我国磷矿资源的主要特点为:储量较大,分布比较集中;中低品位矿多,富矿少;胶磷矿多,采选难度大,具体如下。
(1)矿床类型齐全,但以沉积磷块岩矿床为主。
沉积磷块岩矿床储量占总量的79%;内生成因的磷灰石矿床储量占16%;沉积变质磷灰岩矿床储量占4%;鸟粪等类型的磷矿储量占0.4%。
(2)较难开采的倾斜至缓倾斜、薄至中厚矿体多,适宜于大规模高强度开采的少。
我国磷矿床大部分成矿时代久远,埋藏深,岩化作用强,矿石胶结致密,且约有75%以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出,为薄至中厚层。
这种产出特征给磷矿开采带来一系列技术难题,往往造成损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题。
(3)我国磷矿质量较差,全国磷矿平均品位P2O5在17%左右,矿石品位大于30%的富矿只有14亿t左右,富矿占磷矿总量约8.5%,并且主要分布在云、贵、鄂三省。
因此,我国大部分的磷矿必须经过选矿富集后才能满足湿法磷酸生产的需要。
(4)难选矿多,易选矿少。
我国磷矿中,大部分为中低品位矿石,且以胶磷矿为主,占全国总储量的80%左右,这类矿石颗粒细微、嵌布紧密;另外,磷矿中约90%是高镁磷矿,其矿石中有用矿物的粒度细,它和脉石结合紧密,不易解离,一般需要磨细到200目占90%以上才能单体解离,属当今世界上难选的磷矿石。
(5)磷矿伴生资源丰富,可利用的伴生资源多。
磷矿生成过程中共生了一些伴生资源。
我国沉积磷块岩矿主要伴生一定品位的碘;部份变质型磷灰岩矿含有硫铁矿,如黄麦岭磷磷矿;华北的岩浆岩型磷灰石矿,如矾山磷矿含有铁矿;贵州织金磷矿中含有伴生的稀土金属;其它伴生的资源还有氟、镁、钒、镍、钼等。
从资源综合利用角度看,这些共伴生资源虽相对较少,但在开发利用磷矿资源的同时,有些可进行相应的回收、利用。
4 我国磷矿加工利用及存在的问题磷矿石是生产磷肥最主要的原料,世界上90%左右的磷矿用于生产各种磷肥,,3.3%的磷矿用于生产磷酸盐饲料,4%的磷矿用于生产洗涤剂,2.7%的磷矿用于其它产品。