利用中低品位矿石生产一级钙镁磷肥

磷矿石及磷化工1.磷化工行业简介磷化工包括磷肥和磷酸盐两个子行业。

世界上磷矿石的消费结构中约70%左右用于农业，其余的用于提取黄磷、磷酸及制造其他磷酸盐系列产品。

磷除了在农业中用作磷肥、含磷农药、家禽和牲畜的饲料以外，在洗涤剂、冶金、机械、选矿、钻井、电镀、颜料、涂料、纺织、印染、制革、医药、食品、玻璃、陶瓷、搪瓷、水处理、耐火材料、建筑材料、日用化工、造纸、弹药、阻燃及灭火等方面广泛使用。

随着科技的发展，高纯度及特种功能磷化工产品在尖端科学、国防工业等方面被进一步的推广应用，出现了大量新产品，如：电子电气材料、传感元件材料、离子交换剂、催化剂、人工生物材料、太阳能电池材料、光学材料等等。

由于磷化工产品不断向更多的产业部门渗透，特别是在尖端科学和新兴产业部门中的应用，使磷化工成为国民经济中的一个重要的产业。

磷化工产品在人们的衣食住行各个领域，发挥着越来越重要的作用。

2. 磷矿：资源稀缺性体现，价格高企2.1世界磷矿供需驱紧，价格上升世界磷矿资源分布集中据美国地质调查局统计，世界磷酸盐岩经济储量180亿吨，基础储量500亿吨（经济储量是指开采成本低于35美元/吨的磷矿，基础储量是指开采成本低于100美元/吨的磷矿），主要分布在非洲、北美、亚洲、中东、南美等60多个国家和地区，其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。

按基础储量摩洛哥位居第一位，中国居第二位，美国居第三位。

目前世界上共有30多个国家生产磷矿，生产能力约为1.72亿吨，产量约1.38亿吨。

主要生产国有美国、摩洛哥、中国和俄罗斯，四国的产量约为总产量的67.6%。

磷矿作为不可再生的战略资源，世界磷矿供给减少，而磷化工产业对磷矿的需求较大，未来国际磷矿石的供需趋紧。

2.2 国内磷矿石价格将保持高位运行磷矿资源分布集中，丰而不富中国磷矿资源比较丰富，已探明资源总量仅次于摩洛哥，位居世界第二位。

截至2002年底，中国共有磷矿产地447处，其中大型72处，中型137处，分布在27个省、市、自治区，资源总量127.32亿吨，其中基础储量40.54亿吨，基础储量中可采储量只有21.11亿吨，中国磷矿资源虽然较多，但是可利用的基础储量仅占资源总储量的24%，而难以利用的资源量占76%，可开采矿只能采至2020年。

重过磷酸钙（重钙） 重过磷酸钙（重钙）
主要有效成分是一水磷酸二氢钙(或
称一水磷酸一钙)Ca(H2PO4)2’H2O,还 有少量游离酸
生产方法：化成室法（也称浓酸熟化
法） 无化成室法（也称稀酸返料法）
基本原理
主要化学反应式：
7H3PO4+Ca5F（PO4）3+5H2O=5Ca(H2PO4)2’H2O+HF
燃料：焦炭：要求碳含量＞80%，灰分＜15%，粒度
10~60mm，每生产1t钙镁磷肥约需焦炭0.2~0.3t。 无烟煤（白煤）：固定炭含量80%左右，挥 发分在10%以下，灰分为10%~16%，块度20~120mm.
基本原理
生产包括三个基本过程：炉料熔融；熔体水 淬骤冷；水淬渣的干燥和研磨。
炉料熔融主要在熔融炉—高炉中进行。 炉料熔融主要在熔融炉 高炉中进行。 高炉中进行
回 到 始 页
热法磷肥
指以热化学方法在高温（＞1000℃）下加入 （或不加）某些配料分解磷矿制得的磷肥。 品种有：钙镁磷肥（FMP）、烧结钙钠磷肥、 脱氟磷肥(DFP)、偏磷酸钙(CMP)及钢渣磷 肥等.
钙镁磷肥
又称熔融含镁磷肥，是一种含有磷酸根 的硅酸盐玻璃体的微碱性肥料
主要成分为Ca3（PO4）2与Ca2SiO4
2Ca5F(PO４ ) ３+7H2SO4+3H2O=3Ca（H2PO4)2`H2O+7CaSO4+2HF
普钙的操作控制与工艺条件的选择 硫酸浓度：浓度↑，液相量↓，水分蒸发↑，
磷酸浓度↑，有利于磷酸二氢钙的生产和结晶， 及加快反应的进行，缩短熟化时间。 但浓度不能过高，磷矿的分解率↓，使产品粘结， 物性变坏。 一般采用60%~75%H2SO4，对易分解且细度高的磷 矿可取上限。

在这 １ 亿多年中 ，平均每年沉 淀１０ ０ 吨磷 资源 。据熊家林 等介绍 ，在 晚震旦 纪陡 山沱期 （ 距今 ６５Ｌ ）形成 了浙桂成矿带 、湘黔成矿带和陕鄂成矿带 。在早寒武纪梅树村期 （ ． 年 ４ 距今５ 亿年 ） ． ５ 形
成了川滇成矿带、黔中成矿带和川陕成矿带 。这是一笔宝贵的地质遗产 ，应该好好珍惜和利用它。 二 、我国磷 矿的特征 据 《 磷化 工概论 》介绍 ：截止 ：１ ８年底 ，我 国磷矿 的探明储量 总计２ ３ ９Ｌ ，其 中Ｐ０ ＞ ９４ ０ ． ｛吨 ２
３ ％的富矿 １． 亿吨 ，Ｐ０ ２ ％ ０ ０ ２８ ９ ４ ３ ％的中品位磷矿 １４ 吨 ，Ｐ０ ４ ５Ｌ ２ ５ ％～２％的低 品位磷 矿 １９Ｌ １ ４ ４４
吨 ，Ｐ０ ３ １％的磷矿约２ 亿吨。另外 ，我 国磷矿新增但 尚未探明储量７ ． 亿 吨。 ２ ％ ４ ７ ２３ ９
盛 的生命力 。那么 ，在高浓度磷肥不断快速发展的今天 ，钙镁磷肥这一低浓度磷肥发展 现状如何？
一
、
磷 资源是我 国元古 代的 宝贵遗产
据我 国化工地质专家 李钟模先生 介绍 ，我 国磷矿 主要形成 于古老 的地质年代 的震旦 纪 （ 今 距 １． ９ 亿至５ ４年 ） ５ ．Ｌ ７ 晚期及寒武纪 （ 距今５ 亿至５Ｌ ）。按地球史分期 ， 乙 ． ７ ４年 年前称为隐生宙 ，隐生
５１ ． ５ ６１ ．５
１． ４８ ７
１． ００ ０ １． ４８ ９
１． ２８ ６
２ ０ ２ ０ ２． ７９ ４
０８ ． ６
１０ ． ５ １２ ． ５
１６ － ２
１０ ． ５ １６ ． ０
１７ ． ７
１３ － ３
湖北 大峪 口三层原矿 １ ． ８３ ２ 湖 北放马 山原矿 １． ７３ ３ 四Ｊ 马边 老河坝 原矿 ２ － Ｉ ｌ ２２ ３ 湖 南石 门磷矿地质组成 ２ ． １２ ２ 湖 南冼溪磷矿原矿 １． ６７ ７ 陕西金家河原矿 湖北襄樊红星原矿 １． ８３ ６ ２ ．１ ３ ９

磷矿特点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)5²H2O，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)2²8H2O，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。