本论文通过国内外磷矿资源的评述,阐明了低品位、高杂质磷矿资源开发的必要性、迫切性,特别是云南省中低品位及难选磷矿资源(如胶磷矿)的综合利用。系统论述了磷矿浮选技术在国内外的应用及其效果,指出了利用浮选柱浮选中低品位胶磷矿的重要意义。分别介绍了CPT浮选柱和FCSMC浮选柱的主体结构及工作原理,结合柱浮选试验分选系统的特点,综合分析了柱浮选工艺参数对分选指标的影响,为云南省中低品位胶磷矿柱浮选试验设计奠定了理论基础。归纳整理了柱浮选的气泡矿化理论,对浮选柱中矿浆的气泡大小、气泡浮升速度、气泡表面积通量进行定量分析得出：在胶磷矿CPT柱浮选过程中,确定合理的充气量,减小气泡尺寸,增大气泡表面积通量,可使矿粒粒度适应性得以提高,从而进一步提高回收率,为中低品位胶磷矿柱浮选的P205回收率指标的提高提供了理论依据。在柱浮选动力学理论研究的基础上,对浮选速率方程通过分离变量积分,进行了过程推导,验证了浮选速率方程的合理性。分析了柱浮选速率模型K=ε/(ε∞-ε)·τ的理论计算结果与胶磷矿CPT柱浮选实验结果的吻合程度,验证了浮选柱分选系统采用及试验设计的科学性、合理性。定量分析了柱浮选的影响因素,并优化了操作参数。CPT浮选柱的实验结果表明：在胶磷矿柱浮选的过程中,当充气量为3.56sl/min、给矿量为343ml/min、冲洗水量为68ml/min、原矿品位为23.25%时,P205回收率为85.63%,磷精矿品位为30.23%,磷精矿中MgO含量为0.87%,达到了项目实施中对三项指标的具体要求。根据FCSMC浮选柱半工业试验数据,利用回归分析方法,建立了胶磷矿柱浮选业试验结果吻合,论证了该模型的合理性、有效性,说明了该回归数学模型的试验指导价值。为了保证中低品位胶磷矿柱浮选的正常运行,通过柱浮选偏流的理论分析计算得出,调控尾矿的体积流量范围为10.30-14.86cm3/s。在正偏流条件下,一台有效容积为9.725升(即9.725×10-3米3)的CPT浮选柱(Φ3英寸×10英尺)进行胶磷矿柱浮选时,若上浮气泡平均流速>3.62cm/s,则气泡尺寸增大,同时气泡负载能力减小,泡沫稳定性也随之降低,从而使得P205回收率下降；若上浮气泡平均流速<3.62cm/s,则气泡尺寸减小,减小的气泡如果过载也会下沉或悬浮于矿浆,从而降低了P205回收率。在柱浮选过程中,若浮选柱高度过大,则气泡负载能力会减小,矿化气泡表面上矿粒脱落概率也随之增大。基于胶磷矿CPT柱浮选试验的优化参数,理论计算了被浮矿物在浮选柱中的滞留时间τ≥266-385s≈4.43-6.42min以及浮选柱捕收区的高度范围H≈125-180cm,从而可以确定不同高度的浮选柱以便满足胶磷矿CPT柱浮选的分选指标要求。当被浮矿物难浮时,浮选柱高度取大值；当被浮矿物易浮时,浮选柱高度取小值。鉴于柱浮选速率常数K=1.828min-1、被浮矿物在浮选柱中的平均滞留时间τp≈299s≈5min、浮选柱中的矿浆流态(peclet准数Pe≈1.523：不完全混合流状态)三个方面的考虑,理论计算了CPT浮选柱胶磷矿柱浮选的P205回收率为89.02%。比5.2.6试验结果与分析优化得到的P205回收率85.63%要大,说明在胶磷矿CPT柱浮选中,在不考虑回收率ε的其它影响因素的前提下,若要使考虑矿浆流态理论计算的P205回收率等于85.63%,则最大实际回收率ε∞不超过91.38%。分析研究了柱浮选速率常数K值对P205回收率、磷精矿品位的影响。当平均滞留时间τp一定时,柱浮选速率常数K值随着充气量的增加总体上增大,说明P205回收率升高,但磷精矿品位降低；而柱浮选速率常数K值随着给矿量、冲洗水用量的增加总体上减小,说明磷精矿品位升高,但P205回收率降低。总结了柱浮选的回收率指标取决于三个因素：柱浮选速率常数K值、被浮矿物在浮选柱中的平均滞留时间τp、浮选柱中矿浆的混合状态。本论文的研究工作对于如何满足云南省中低品位胶磷矿柱浮选分选指标的具体要求提供了科学理论依据。