[拼音]：linkuang

[外文]：phosphate rock

重要的化學(xué)礦物。天然的含磷礦物經(jīng)開采，富集所得的產(chǎn)品，是生產(chǎn)磷肥、磷酸、元素磷、磷酸鹽和磷化物的原料，有85％以上的磷礦用于磷肥生產(chǎn)。磷礦的品位按P₂O₅含量(％）表示，通常為29～38；近年來世界商品磷礦的平均品位為32.5～32.7。美國和其他一些國家，磷礦的品位以磷酸三鈣〔Ca₃(PO₄)₂〕的含量表示。磷礦的質(zhì)量以品位和所含雜質(zhì)礦物的種類、數(shù)量來進(jìn)行評(píng)價(jià)。雜質(zhì)含量以氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂、氟、氯、氧化鈉、氧化鉀、二氧化磷、三氧化硫、二氧化硅、有機(jī)物等的百分含量表示。磷礦的用途不同，對(duì)其質(zhì)量要求也不一致（見磷肥、磷酸、過磷酸鈣等）。

開采沿革

磷礦的工業(yè)開采始于19世紀(jì)中葉。首次有產(chǎn)量記載的是1847年在英國薩?？说貐^(qū)開采了500t磷礦。

20世紀(jì)50年代以前，磷肥工業(yè)尚處于以生產(chǎn)過磷酸鈣為主的早期階段，對(duì)磷礦的數(shù)量和質(zhì)量要求都不高，磷礦開采僅選擇地理位置好、交通運(yùn)輸方便和開采容易的富礦，不經(jīng)富集處理即能滿足磷肥生產(chǎn)的需要。隨著磷肥工業(yè)的發(fā)展，磷礦需要量迅速增加，尤其是高濃度復(fù)合肥料生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)高質(zhì)量磷礦的需求也相應(yīng)增加，僅僅開采淺部富磷礦的生產(chǎn)方式已不能滿足要求。在這種情況下，開采包括品位不高的磷礦資源，經(jīng)過富集加工處理，生產(chǎn)商品磷礦的生產(chǎn)方式迅速發(fā)展起來。

世界磷礦分布很廣，儲(chǔ)量約為130Gt。中國磷礦儲(chǔ)量在10Gt以上，主要分布在云南、貴州、四川、湖北和湖南五省。1981年世界磷礦產(chǎn)量為138Mt(實(shí)物)，生產(chǎn)國有30多個(gè)，主要是美國、蘇聯(lián)和摩洛哥，約占總產(chǎn)量的79％，中國近年來的磷礦產(chǎn)量約為10Mt（折算成30％P₂O₅）。

組分和結(jié)構(gòu)

磷礦物按其成礦起源可分為沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖。目前，工業(yè)開采的約85％是海相沉積磷礦，其余主要為火成巖磷礦。鳥糞層磷礦是鳥糞的直接或間接的堆積物礦化而成，儲(chǔ)量不大，但目前在世界磷礦年產(chǎn)量中約占2％，火成巖或變質(zhì)巖磷礦品位一般比較低，但可選性好，通過浮選，可得到品位很高的精礦。目前工業(yè)開采的蘇聯(lián)科拉磷礦，南非帕拉博瓦磷礦，巴西雅庫皮蘭加磷礦，中國錦屏磷礦（見彩圖）和黃麥嶺磷礦等都屬于火成巖磷礦，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的16％。海相沉積磷礦的品位高低不一，可選性差別也很大，目前工業(yè)開采的是地理位置好、交通運(yùn)輸方便、采礦和富集費(fèi)用比較低的那部分資源。美國佛羅里達(dá)磷礦和摩洛哥磷礦是世界著名的磷礦生產(chǎn)基地，中國云南滇池磷礦、貴州開陽磷礦和湖北荊襄磷礦都屬于海相沉積磷礦，也有相當(dāng)大的生產(chǎn)規(guī)模。

多數(shù)的磷礦物是氟磷灰石（見彩圖），

其純礦物的組分是Ca₅F(PO₄)₃，但純氟磷灰石較少見，其組分具有不同程度的原子取代現(xiàn)象。如鎂、鍶和鈉可取代鈣；氫氧根和氯可取代氟；砷和釩可取代磷；碳酸根加氟可取代磷酸根等。具有取代組分和結(jié)構(gòu)的氟磷灰石稱為細(xì)晶磷灰石或碳磷灰石。美國人J.R.萊爾和G.H.麥克萊倫對(duì)數(shù)百個(gè)磷礦樣進(jìn)行了組分和結(jié)構(gòu)研究，給出細(xì)晶磷灰石的實(shí)驗(yàn)表達(dá)式為：

Ca_10-a–bNa_aMg_b(PO₄)_6-x(CO₃)_xF_0.4xF₂

式中α、b和x分別為鈉、鎂和碳酸根的摩爾含量。這種取代現(xiàn)象對(duì)磷礦物的性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響。例如隨著碳酸根取代量x值的增加，磷礦的反應(yīng)活性提高。商品磷礦中磷礦物的x值可為0～1.2，純氟磷灰石含42.2％P₂O₅。細(xì)晶磷灰石中五氧化二磷的含量隨碳酸根的取代程度的提高而下降。取代程度最高的細(xì)晶磷灰石的最低五氧化二磷含量為34％。很多磷礦物中的氟被氫氧根取代，其中有些磷酸根亦被碳酸根取代成為低氟磷礦，它們常常具有較高的反應(yīng)活性，如南太平洋的一部分瑙魯磷礦和圣誕島磷礦等。

伴生礦物

天然磷礦中存在很多伴生礦物，又稱雜質(zhì)礦物或脈石，主要有硅礦物和碳酸鹽兩類礦物。前者主要是石英或方石英(或其水合物如燧石或蛋白石)、粘土礦或其他硅酸鹽礦物如長石和云母等。后者主要是石灰石和白云石。磷礦是否有工業(yè)開采價(jià)值，在某種程度上決定于其雜質(zhì)礦物能否經(jīng)濟(jì)地分離掉，而磷礦物與伴生礦物之間相互嵌布結(jié)合情況和礦物的顆粒大小則是決定其有效分離的主要因素。一些天然磷礦的磷礦物和雜質(zhì)礦物之間相互膠結(jié)和嵌布致密，礦物顆粒又很細(xì)小，難于經(jīng)濟(jì)地分離，其工業(yè)利用價(jià)值就較小。

天然磷礦開發(fā)的經(jīng)濟(jì)因素

一般有：

（1）資源的地理位置和交通運(yùn)輸條件；

（2）采礦和富集的費(fèi)用；

（3）產(chǎn)品的品位，質(zhì)量和市場(chǎng)價(jià)格；

（4）是否引起環(huán)境污染。

采礦方法

有露天開采和地下開采兩種。露天開采埋藏較淺的磷礦，是當(dāng)前最主要的方法。由于成功地使用大型采掘機(jī)械，無論是剝離覆蓋層或采掘磷礦層的費(fèi)用都較低。對(duì)某些堅(jiān)實(shí)的礦體，可用爆破方法使之松動(dòng)，然后鏟掘。采掘出來的原礦運(yùn)送（用機(jī)具或管道）到就近的選礦廠進(jìn)行富集處理。一些埋藏較深，覆蓋層剝離量太大的磷礦，則采用地下開采，常用的是房柱法。

富集方法

磷礦的富集目標(biāo)是最大限度地分離去除雜質(zhì)礦物，提高磷礦的品位和質(zhì)量。富集工藝包括下列一些單元操作：

（1）破碎和粉碎　降低礦石的粒度， 使磷礦物與雜質(zhì)礦物單體解離，磷礦中的磷礦物和雜質(zhì)礦物常不同程度地膠結(jié)在一起，只有磨碎到一定粒度，才能解離，其磨細(xì)程度決定于磷礦物和雜質(zhì)礦物的粒度大小。這一操作常常是磷礦富集的基本步驟。

（2）水洗　用來分離細(xì)的礦粒， 如磷礦泥、粘土礦和細(xì)粒石英等。由于濕礦泥常粘附在磷礦上，有時(shí)形成泥團(tuán)，要用擦洗方法使其分散，然后才能分離。水洗還可除去某些可溶物質(zhì)，如氯化鈉和煅燒磷礦中的游離石灰等。

（3）分級(jí)　粉碎和水洗后往往需要分級(jí)。 常用的分級(jí)設(shè)備是濕篩、水力旋流器和螺旋分級(jí)機(jī)等。

（4）浮選　利用磷礦物和雜質(zhì)礦物的不同表面性質(zhì)，使用浮選劑使磷礦物浮起，達(dá)到分離的目的，這種操作稱為正浮選。另一種是使雜質(zhì)礦物浮起，磷礦物下沉，則稱為反浮選。為了使分離更加有效，常需加抑制劑，抑制某種礦物上浮。從浮選機(jī)中得到的含有磷礦物的礦漿經(jīng)增稠、過濾和脫水即可得精礦。

（5）磁性分離　用磁選機(jī)把磷礦中的磁性雜質(zhì)礦物分離除去。

（6）光電分離　利用磷礦物和雜質(zhì)礦物的不同顏色，以光電元件進(jìn)行識(shí)別，并控制壓縮空氣射流把磷礦與雜質(zhì)礦物分開。

（7）煅燒　用來脫除磷礦中的有機(jī)物、 二氧化碳和一部分氟，煅燒溫度根據(jù)不同目的為400～1400℃。

（8）重介質(zhì)分離　利用磷礦物和雜質(zhì)礦物密度不同，選擇一種介質(zhì)，其密度介于兩者之間，使一種礦物在介質(zhì)中上浮，另一種下沉，達(dá)到分離目的。

磷礦富集工藝根據(jù)具體情況而定。美國佛羅里達(dá)磷礦富集工藝包括濕篩分級(jí)，脫泥和浮選等主要工序。摩洛哥富磷礦的富集工藝包括破碎分級(jí)、水洗、濕篩、脫泥和脫水等工序。

參考文章

• 膠磷礦Collophane地球科學(xué)
• 磷礦選礦廢水處理廢水治理
• 磷礦粉有哪些主要特性？使用中應(yīng)注意什么？農(nóng)業(yè)知識(shí)

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標(biāo)簽：磷礦

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文章名稱：《磷礦》

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