磷矿中伴生矿产的综合利用

摘要：磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。

由于对磷元素需求的快速增长，加大了磷矿资源的开采和加工力度，同时产生大量固体废弃物，即磷尾矿。

磷尾矿中含有许多有用组分，应对其进行回收利用。

目前，磷尾矿的综合利用逐渐成为热点，综合利用主要是尾矿再选、制备建筑材料、生产磷肥、胶结充填几个方面。

关键词：磷尾矿综合利用研究引言磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。

磷矿是指在经济上可被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的工农业矿物原料。

目前，磷矿资源主要应用于制取磷肥，也用于提取黄磷、赤磷、磷酸和其他磷酸盐类及磷化合物，应用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、化工、冶金、军事等[1]。

由于现代农业对磷肥需求的快速增长，加大了磷矿资源的开采和加工力度，产生大量的磷尾矿及其他工业废弃物，不仅危害矿场周围的生态环境，还形成了大面积的采空区，导致地表山体塌陷和滑坡等地质灾害的发生。

开采产生的大量磷尾矿，造成许多资源环境问题，磷尾矿的综合利用难题亟需解决。

一、中国磷矿资源概况1.磷矿主要矿床类型及其分布世界上最重要的磷矿资源主要为海相沉积型磷块岩，其分布广，储量大，产量高。

海相磷块岩可分为地槽型和地台型，其中以地台型矿床工业意义最大。

地台型海相磷块岩储量约占世界磷矿总储量的60%以上[2]。

中国磷矿矿床的类型有4类(夏学惠，2012)，以海相沉积型磷块岩为主，占全国总储量的85%，此外还有变质型磷灰石矿床和岩浆型磷灰石矿床储量占14.6%[3]。

2.磷矿资源的主要特点中国磷矿资源丰富，是优势矿产之一。

根据《全国矿产资源储量通报》统计，中国磷矿资源十分丰富，全国磷矿矿产地约500处，赋矿层位不少于24个。

截止到2010年底，全国磷矿资源储量为186. 3亿t(基础储量，29. 6亿t;储量，9. 1亿t;资源量，156. 7亿t)，位居世界第二位(舒国文，2012)。

但中国磷矿“丰而不富”，其中五氧化二磷含量大于等于30%的磷富矿资源储量矿石量26. 5亿t,含量小于30%的磷矿资源储量矿石量159. 8亿t，目前可供利用资源储量动态可供开采35年左右[4]。

磷矿磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。

用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。

磷矿在工业上的应用已有一百多年的历史。

一、矿物原料特点磷矿石按其成因不同，可分为磷灰石和磷块岩。

磷灰石是指磷以晶质磷灰石形式出现在岩浆岩和变质岩中的磷矿石。

磷块岩系指由外生作用形成、由隐晶质或显微隐晶质磷灰石及其他脉石矿物组成的堆积体。

自然界中已知的含磷矿物大约有120多种，分布广泛。

但是按其质和量都能达到可以开采利用的含磷矿物则不过几种。

在工业上作为提取磷的主要含磷矿物是磷灰石，其次有硫磷铝锶石、鸟粪石和蓝铁石等。

自然界中磷元素约有95%集中在磷灰石中。

(一) 磷灰石类矿物磷灰石［Ca5(OP4)3 (F,Cl,OH)］的主要化学成分是磷酸钙，其中还含有氟、氯等元素。

磷灰石晶体呈六方柱状，集合体呈粒状、致密块状、土状和结核状等。

无杂质者为透明，常见的浅绿、黄绿、褐红、浅紫色。

玻璃或油脂光泽。

比重3.18～3.21 g/cm3。

硬度5。

加热后发绿光。

自然界中最常见的、能够组成矿床的有以下5类：氟磷灰石、氯磷灰石、碳磷灰石、羟磷灰石、碳氟磷灰石。

(二) 其他含磷矿物磷锶铝石：标准磷锶铝石的理论化学式为SrAl3 (PO4)2(OH)5·H2O，化学成分P2O5 30.77%，SrO 22.45%，Al2O3 33.12%。

磷锶铝石相当坚硬，小刀不能刻划。

比重3.11。

由于P2O5含量高，因此除可作为磷矿利用外，同时含大量的锶和稀土元素，可综合利用。

四川什邡磷矿中的硫磷铝锶矿层是一种含硫和钙的变种。

蓝铁矿：属水的磷酸盐，化学式为Fe3(PO4)2·8H2O，主要成分：P2O5 28.30%，FeO 43.0%，H2O 28.7%。

通常呈柱状，有时扁平，有时呈圆球状、片状、放射状、纤维状、土状等。

磷矿和萤石矿选矿尾矿综合利用方案一、实施背景随着全球经济的发展和产业结构的不断调整，资源的综合利用已成为各国关注的焦点。

磷矿和萤石矿作为重要的非金属矿产，在化工、冶金、建材等领域有着广泛的应用。

然而，由于传统开采和利用方式的局限性，这两种矿产资源的利用率较低，大量有价值的资源被浪费。

因此，从产业结构改革的角度出发，制定一套磷矿和萤石矿伴生资源综合利用方案，对于提高资源利用率、促进产业可持续发展具有重要意义。

二、工作原理本方案基于磷矿和萤石矿的伴生关系，采用浮选、磁选、重选等选矿方法，将磷矿和萤石矿进行分离。

同时，通过对伴生元素的提取和回收，实现资源的综合利用。

本方案的工作原理如下：1. 浮选：利用磷矿和萤石矿表面性质的差异，在矿浆中加入适量的浮选药剂，使磷矿和萤石矿分别上浮成为泡沫产品，从而实现分离。

2. 磁选：利用磷矿和萤石矿的磁性差异，在磁场中将两者分离。

一般来说，磷矿的磁性较弱，而萤石矿的磁性较强，因此可以通过磁选实现分离。

3. 重选：利用磷矿和萤石矿的密度差异，在重力场中将两者分离。

一般来说，磷矿的密度较大，而萤石矿的密度较小，因此可以通过重选实现分离。

4. 伴生元素提取：在分离过程中，通过加入适量的化学药剂，将伴生在磷矿和萤石矿中的有价值的元素如氟、硅等提取出来，实现资源的综合利用。

三、实施计划步骤本方案的实施计划步骤如下：1. 矿产资源评估：对磷矿和萤石矿的资源量、品位、伴生元素含量等进行详细评估，确定资源的可利用价值和综合利用潜力。

2. 选矿试验：在实验室条件下，对磷矿和萤石矿进行浮选、磁选、重选等选矿试验，确定最佳的选矿工艺条件。

3. 工艺流程设计：根据选矿工艺条件，设计完整的工艺流程，包括破碎、磨矿、分级、浮选、磁选、重选、脱水等工序。

4. 设备选型与采购：根据工艺流程要求，选用合适的设备和器材，并进行采购和安装。

5. 试生产：在设备安装完成后，进行试生产，调整和优化工艺参数，确保生产线的稳定性和高效性。

Chenmical Intermediate随着煤化工技术的进步，以煤炭为基础原材料的氨合成工厂依然有着发展的空间。

这种煤化工技术的工艺流程主要包括水煤浆气化和常压气化两种工艺路线。

水煤浆气化的工艺路线的特点是烟煤作为主要原料，将其制成水煤浆后经大型空分设备供氧气化，将氮气配入合成气中，经催化试剂反应后生成氢气和二氧化碳，再经甲醇和液氮脱去其中的杂质,再加入氮气后制成净化合成器后去氨的合成工艺流程。

常压的气化路线常以无烟煤为原材料，经空气气化后过常压做脱硫处理，然后经低压压缩后脱去二氧化碳，再经净化、高压压缩后去氨合成。

如今氨合成的生产厂家的数量规模不断扩大，也逐渐向以煤炭为基础原料的生产方向发展，未来有着良好的发展前景。

(3)煤制天然气技术煤制天然气的生产工艺要将煤炭气化而制成合成气，经CO转变及净化后，再与甲烷产生化学反应后制成天然气。

这项工艺流程在技术上是比较成熟的，国内目前的研发重点在于对气化技术做进一步改进和完善上，煤制天然气另外一种关键技术为甲烷化的工艺，我国目前还没有规模化合成的工艺，其核心技术还是要从国外引进。

(4)利用煤合成各类烃化物经过科研人员的不懈努力，我国在利用煤炭来合成各种烃化物方面取得了显著的成就，但该技术还存在一定的不足。

虽然能够将甲醇裂化产出烯烃，还只有八到九成的可选择性，使得产品产出的质量及数量受到一定的影响。

(5)以煤气化为核心的多联产系统在煤化工产业的发展中，以煤气化为中心的多联产体系有着多种形式，其特征主要包括：以煤炭作为气化的原材料，将产出的煤气制成合成的液体状原料和燃料，再经过多种产品的工艺流程的集成和优化，从而起到降低生产总成本，切实保护环境的作用。

我国在多联产的系统方面进行了集成系统及核心技术的研发，在不久的将来会有着广阔的发展前景。

结束语随着社会经济的不断发展和进步，为了满足工业生产和人们生活需要消耗大量的能源。

煤炭作为存储量最大的化石燃料，在社会的各个方面有着巨大的影响。

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。

磷矿和萤石矿伴生资源综合利用方案一、实施背景中国是全球最大的磷矿和萤石矿生产国，这两种矿产资源的伴生情况较为普遍。

然而，目前对于这两种矿产资源的利用主要集中在单一资源的开采和利用上，综合利用率较低。

为了提高资源利用率，减少浪费，需要从产业结构改革的角度出发，制定一套磷矿和萤石矿伴生资源综合利用方案。

二、工作原理本方案基于磷矿和萤石矿的伴生关系，采用化学工艺和机械工艺相结合的方法，对两种资源进行综合利用。

首先，通过化学工艺将磷矿中的磷元素提取出来，制成磷肥等产品；同时，利用机械工艺将萤石矿中的氟元素提取出来，制成氟化物等产品。

在提取过程中，产生的废弃物可以得到充分利用，如磷石膏可以用于水泥生产等。

三、实施计划步骤1. 资源评估：对磷矿和萤石矿的伴生情况进行全面评估，确定资源的分布、品位和可利用量。

2. 工艺流程设计：根据资源评估结果，设计提取磷和氟的工艺流程，确定最佳的工艺条件和设备选型。

3. 生产线建设：按照工艺流程设计，建设提取磷和氟的生产线，包括化学反应装置、机械设备、废弃物处理设备等。

4. 生产调试：完成生产线建设后，进行生产调试，优化工艺条件和设备运行参数。

5. 正式生产：完成生产调试后，正式投入生产，对磷矿和萤石矿进行综合利用。

四、适用范围本方案适用于所有伴生有磷矿和萤石矿的地区和企业，特别是对于那些单一资源利用率较低、资源浪费严重的企业和地区更具有推广价值。

五、创新要点1. 伴生资源综合利用：本方案突破了传统单一资源利用的模式，将磷矿和萤石矿两种伴生资源进行综合利用，提高了资源的利用率。

2. 化学工艺和机械工艺相结合：本方案采用化学工艺和机械工艺相结合的方法，对磷矿和萤石矿进行综合利用，充分发挥了两种工艺的优势。

3. 废弃物利用：在提取磷和氟的过程中，产生的废弃物可以得到充分利用，如磷石膏可以用于水泥生产等，进一步减少了浪费。

六、预期效果通过实施本方案，预计可以实现以下效果：1. 提高资源利用率：将磷矿和萤石矿两种伴生资源进行综合利用，预计可以提高资源利用率30%以上。

磷矿伴生氟资源综合利用探讨李志祥，明大增，钟英(云南云天化国际化工股份有限公司技术中心，云南 650113)摘要：随着我国氟化工行业的高速发展，使氟资源枯竭加快，磷矿中有丰富的氟资源，如何回收利用好氟资源，是磷复肥、氟化工行业共同关注的问题。

本文分析了我国氟资源现状，重点介绍了国内外用氟硅酸生产氟硅酸盐、氟化盐生产技术以及氢氟酸/无水氟化氢的专利技术和云南云天化国际化工股份有限公司所取得的科研成果，并对今后开展磷矿伴生氟资源综合利用提出建议。

关键词：氟硅资源磷矿综合利用资源问题和环境保护问题是影响磷复肥行业、氟化工行业和谐、持续发展的瓶颈。

世界磷矿资源经济基础储量约127亿吨，基础储量约376亿吨，主要分布在摩洛哥、美国、中国、南非、约旦等国。

而中国磷矿资源经济基础储量约21亿吨，基础储量约40亿吨，集中分布在云、贵、川、应用研究鄂、湘等五省。

目前每年开采的磷矿石量达5000多万吨，并以5%的速度增长。

资源优势带动了我国磷肥行业的快速发展，尤其是高浓度磷复肥的快速发展。

而且实现了资源优化配置，提高了产业集中度，建成了一批30万吨/年以上的湿法磷酸装置，形成了云天化、宏福、开磷等一批矿肥结合的百万吨磷复肥企业集团。

伴随着大型湿法磷酸装置的上马，为集中、高效利用磷矿中伴生氟资源创造了有利条件。

1、我国氟资源现状在自然界中，氟主要有两种存在形态：一种存在于莹石(氟化钙)之中，另外一种与磷矿石伴生。

世界上萤石的蕴藏量很小，目前已探明萤石矿物储量约5亿吨，但可供开采的贮量仅有6500万吨，且集中在为数不多的几个国家。

我国已探明萤石矿物储量约2.6亿吨，保有储量约1.38亿吨，可供开采的贮量仅有3000多万吨。

占世界储量的60%，居世界第一。

从已经探明的萤石资源分布情况看，主要集中在浙江、湖南、内蒙古三省。

到目前为止，浙江省保有萤石储量为2293万吨，湖南省保有萤石储量5374万吨，内蒙古保有萤石储量2315万吨，三者占全国萤石保有储量的72%。

磷矿共伴生氟资源的回收利用（无水氟化氢的开发和应用）世界磷复肥产业过去一百多年的发展，为保障全球粮食安全、解决温饱问题做出了不可磨灭的贡献。

中国是全球第二大经济体，也是世界磷肥生产和出口第一大国。

以贵州为例，贵州是中国磷矿最多的省份,磷矿占中国总量的43%以上，磷矿资源开发起步于1958年,以建设开阳磷矿为标志，经过60年的发展,目前已经形成以开磷、瓮福为主要代表，磷矿石超过1800万吨、磷肥产品超过650吨、化工产品超过370万吨的年生产能力，占据世界磷肥产业的重要地位。

但随着近年来世界经济运行风险和不确定性显著上升，贵州磷肥产业也面临贸易格局分化加剧、自然资源承载的重大透支、农化服务与创新不足、产能过剩、环保治理、发展迅速减缓、经营风险凸显等世界磷肥产业的突出共性问题。

磷资源是磷肥生产的主要原料之一。

磷不仅被称为“生命元素”，而且磷矿的诞生往往伴随着丰富的氟硅碘等重要的稀有资源，其中以氟资源为典型。

氟作为一种反应性能极高的元素，但一旦与其它元素结合，就会成为耐热、耐腐蚀和具有高度安全性能的化合材料，因此氟化产品具有独特的优异性能，已被广泛地应用于军工、化工、电子、能源、机械、环保、医药等各个领域。

新兴工业对新品种氟化合物的需求以及老品种新应用领域的开拓，都需要许多高纯度、高附加值的无机和有机氟化合物，而这一切都依赖于氟化学工业产品的基础原料—无水氟化氢。

目前世界氟资源的来源主要为萤石和磷矿石。

萤石中氟约占全球总氟资源的10%，磷矿石中氟约占全球总氟资源的90%，因磷矿石中氟资源难以获取，传统氟资源提取主要原材料为萤石。

萤石又称为氟石，化学成分为氟化钙，萤石作为一种珍贵的战略资源，其储量有限且不可再生，据美国地质调查局统计，预计全球萤石矿资源矿物量约5亿吨，查明的储量约2.7亿吨矿物量。

其中，南非、中国、墨西哥与蒙古的萤石储量位列世界前四，共计约占全球总量的50.4%，中国萤石储量约4100万吨，按照目前年开采量约380万吨/年计算，仅供开采10.8年，即将枯竭。