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[摘 要]介绍了辽西地区低品位磷矿资源基本情况,阐述了现阶段开发利用现状,提出依托本地区磷矿资源,加强选矿工艺和新技术的研究应用,提高矿石综合回收率,合理开发利用低品位磷矿资源, 加快辽西地区磷矿产业的发展步伐。
[关键词]磷矿;低品位;开发利用;辽西地区;
中图分类号:P636 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0383-01
1 资源基本情况
磷矿资源作为一种重要的战略性资源,其在国际、国内的地位已经得到了认可。中国磷矿资源较为丰富,已探明资源仅次于摩洛哥,位于世界第二位。我国已探明的磷矿资源分布在27个省、自治区,但分布范围极不均衡,储量80%以上集中分布在西南地区的云南、贵州、四川以及中南地区的湖北和湖南。除去四川省磷矿资源自给外,全国大部分地区所需磷矿均依赖云、黔、鄂三省供应。而辽宁省更是贫磷省份,磷矿资源缺口较大,需求旺盛(1)。
辽西地区低品位磷矿主要指赋存予太古界建平群小塔子沟组内的变质交代磷矿床。含磷地层主要由小塔子沟组内的变辉石闪长岩、变辉石苏长岩以及混合岩、片麻岩、变粒岩等组成。矿物成分主要由斜长石、角闪石、黑云母、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等组成,矿石中磁铁矿,钛铁矿、磷灰石共生。矿石类型主要为钛磁铁矿磷灰岩、含磷黑云斜长片麻岩。矿石结构主要为花岗变晶结构,矿石构造有块状,片麻状,斑杂状等构造。矿体呈层状、似层状、透镜状产出,产状与围岩基本一致。该类矿床一个重要特点是SiO2含量低,一般小于40%,TiO2与FeO+Fe2O3含量高,前者可达6.57%,后者在15%以上(2)。磷品位在2%~5%之间,TFe含量在10%~20%之间。该类矿床一般规模较大,单矿体长度可达1km以上,宽可达400m。矿石可选性好,选矿成本低,磷精矿可达35%以上,TFe在66%以上,现已发展成为该地区磷矿主要来源,极大缓解了辽宁省内磷矿资源短缺的现状。
2 开发利用现状
2.1 磷矿产量
自2010年以来,中国磷矿石(折含五氧化二磷30%)产量一直保持增产,增长率逐年递减。2011年磷矿石产量增长率一度高达19.3%,此后三年增长率逐年下降,但增速保持在10%以上。2010年与2014年产量相比,我国磷矿石产量翻了一番,由原来的6807.09万吨增长至12043.88万吨,增加了近6000万吨。据中商产业研究院数据库(AskCIData)最新数据显示,2014年中国磷矿石产量(折含五氧化二磷30%)达12043.88万吨,比2013年同期增长了11%。辽宁省2014年生产磷矿石8.8589万吨,同比减少27.14%。受国际形式影响,行业预测2015年中国磷矿石产量将保持增量减速的态势。
2.2 选矿技术水平
辽西地区磷矿资源MgO、Al2O3和Fe2O3成分普遍含量较高,磷矿物和脉石矿物共生紧密,嵌布粒度细,只有采用浮选法才能获得较好的选别效果,因此,浮选法是现阶段该地区使用最多的选矿方法。例如朝阳地区某磷矿,原矿中P2O5品位为3.0%左右,TFe品位12%左右。磷矿石以硅酸盐类矿物为主,脉石矿物主要含有长石、白云石、石英、云母等。该厂现选矿流程工艺是:原矿经一次磨矿,细度为-200目占45%,一次粗选,三次精选,一次扫选的闭路工艺流程,采用如上工艺产率可达4.56%,获得五氧化二磷品位为38.5%,回收率为90.23%的磷精矿,有用元素铁目前用磁选的方法加以回收。
3 对于本地区磷矿资源开发利用的几点思考
中国磷矿资源的利用已从开发富矿转向中低品位矿。为最大限度地、合理地利用好磷矿这一宝贵资源,合理开发利用中低品位磷矿将是今后很长一段时期内面临的重大任务。而辽西地区低品位磷矿资源丰富,如建平勿兰乌苏磷矿、簸箕山磷矿、北票兴旺磷矿、阜新源磷磷矿等矿山储量规模巨大,探明储量均在千万吨以上,甚至可达亿吨。因此加强本地区中低品位磷矿采、选技术科研开发工作,加大重介质选矿和浮选技术攻关,扩大入选经济品位,努力保护磷矿资源,开发应用低品位磷矿,加快推进中、低品位矿石开发利用,已成为事关本地区磷矿健康可持续发展的当务之急。
3.1 将磷矿资源分类、分级利用
对于从经济和技术方面可以利用的磷矿资源,实行全部开采,分类、分级利用。对于品位较高地段的磷矿体,可考虑采用窖法磷酸技术生产磷酸,而对于有些低品位磷矿则根据其品质特点,可直接加工生产黄磷、钙镁肥或普钙,或进行浮选获得磷精矿。
3.2 加大本地区低品位磷矿的综合利用力度
低品位磷矿的利用在国内外已经被认为是将来磷矿利用的发展趋势,国内外许多公司多年来都已进行磷矿选矿技术的研究开发,并积累了丰富的经验。
目前本地区磷矿主要采用破碎—磨矿—浮选—磁选选矿工艺。但主要问题是磷精矿中Fe2O3含量高,影响了磷的工业指标,并且选用先浮选后磁选会造成浮选药剂的浪费,因此工艺合理性需要研究。如可考虑选用2008年辽宁工程技术大学发表的《辽西某含铁低品位磷矿选矿工艺技术》推荐的工艺流程:破碎—磨矿—磁选—浮选,先通过磁选除去大量铁矿物,这样在充分回收磷矿和铁矿的同时节省了浮选药剂的加入量,并降低了磷精矿中铁的含量(3)。
3.3 加大地质勘查投入,增加资源储量
根据本地区磷矿成矿规律,开展本地区磷资源勘查工作,摸清远景,挖掘磷资源潜力。近几年来,辽宁省对磷矿资源勘查工作较重视,投入了一定的资金,完成了数千米的钻探工作量,不仅发现了几处新的矿产地,而且有些矿区的资源储量进一步增加,这说明辽西地区磷矿仍有一定的找矿远景。今后要继续根据磷矿的成矿分布规律,对资源危机的矿山,加强外围周边找矿,延长矿山服务年限。在过去的研究基础上,进一步加强太古界建平群小塔子沟组内的变质交代磷矿床的找矿工作,增加磷资源的储备总量。
参考文献
[1] 柳正.我国磷矿资源的开发利用现状及发展战略[J].中国非金属矿工业导刊.2006.(1):21-23.
[2] 李悅言,罗益清.中国矿床.地质出版社.1994.27.
[3] 郭嘉,辽西某含铁低品位磷矿选矿工艺技术.2008.辽宁工程技术大学.
[关键词]磷矿;低品位;开发利用;辽西地区;
中图分类号:P636 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0383-01
1 资源基本情况
磷矿资源作为一种重要的战略性资源,其在国际、国内的地位已经得到了认可。中国磷矿资源较为丰富,已探明资源仅次于摩洛哥,位于世界第二位。我国已探明的磷矿资源分布在27个省、自治区,但分布范围极不均衡,储量80%以上集中分布在西南地区的云南、贵州、四川以及中南地区的湖北和湖南。除去四川省磷矿资源自给外,全国大部分地区所需磷矿均依赖云、黔、鄂三省供应。而辽宁省更是贫磷省份,磷矿资源缺口较大,需求旺盛(1)。
辽西地区低品位磷矿主要指赋存予太古界建平群小塔子沟组内的变质交代磷矿床。含磷地层主要由小塔子沟组内的变辉石闪长岩、变辉石苏长岩以及混合岩、片麻岩、变粒岩等组成。矿物成分主要由斜长石、角闪石、黑云母、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等组成,矿石中磁铁矿,钛铁矿、磷灰石共生。矿石类型主要为钛磁铁矿磷灰岩、含磷黑云斜长片麻岩。矿石结构主要为花岗变晶结构,矿石构造有块状,片麻状,斑杂状等构造。矿体呈层状、似层状、透镜状产出,产状与围岩基本一致。该类矿床一个重要特点是SiO2含量低,一般小于40%,TiO2与FeO+Fe2O3含量高,前者可达6.57%,后者在15%以上(2)。磷品位在2%~5%之间,TFe含量在10%~20%之间。该类矿床一般规模较大,单矿体长度可达1km以上,宽可达400m。矿石可选性好,选矿成本低,磷精矿可达35%以上,TFe在66%以上,现已发展成为该地区磷矿主要来源,极大缓解了辽宁省内磷矿资源短缺的现状。
2 开发利用现状
2.1 磷矿产量
自2010年以来,中国磷矿石(折含五氧化二磷30%)产量一直保持增产,增长率逐年递减。2011年磷矿石产量增长率一度高达19.3%,此后三年增长率逐年下降,但增速保持在10%以上。2010年与2014年产量相比,我国磷矿石产量翻了一番,由原来的6807.09万吨增长至12043.88万吨,增加了近6000万吨。据中商产业研究院数据库(AskCIData)最新数据显示,2014年中国磷矿石产量(折含五氧化二磷30%)达12043.88万吨,比2013年同期增长了11%。辽宁省2014年生产磷矿石8.8589万吨,同比减少27.14%。受国际形式影响,行业预测2015年中国磷矿石产量将保持增量减速的态势。
2.2 选矿技术水平
辽西地区磷矿资源MgO、Al2O3和Fe2O3成分普遍含量较高,磷矿物和脉石矿物共生紧密,嵌布粒度细,只有采用浮选法才能获得较好的选别效果,因此,浮选法是现阶段该地区使用最多的选矿方法。例如朝阳地区某磷矿,原矿中P2O5品位为3.0%左右,TFe品位12%左右。磷矿石以硅酸盐类矿物为主,脉石矿物主要含有长石、白云石、石英、云母等。该厂现选矿流程工艺是:原矿经一次磨矿,细度为-200目占45%,一次粗选,三次精选,一次扫选的闭路工艺流程,采用如上工艺产率可达4.56%,获得五氧化二磷品位为38.5%,回收率为90.23%的磷精矿,有用元素铁目前用磁选的方法加以回收。
3 对于本地区磷矿资源开发利用的几点思考
中国磷矿资源的利用已从开发富矿转向中低品位矿。为最大限度地、合理地利用好磷矿这一宝贵资源,合理开发利用中低品位磷矿将是今后很长一段时期内面临的重大任务。而辽西地区低品位磷矿资源丰富,如建平勿兰乌苏磷矿、簸箕山磷矿、北票兴旺磷矿、阜新源磷磷矿等矿山储量规模巨大,探明储量均在千万吨以上,甚至可达亿吨。因此加强本地区中低品位磷矿采、选技术科研开发工作,加大重介质选矿和浮选技术攻关,扩大入选经济品位,努力保护磷矿资源,开发应用低品位磷矿,加快推进中、低品位矿石开发利用,已成为事关本地区磷矿健康可持续发展的当务之急。
3.1 将磷矿资源分类、分级利用
对于从经济和技术方面可以利用的磷矿资源,实行全部开采,分类、分级利用。对于品位较高地段的磷矿体,可考虑采用窖法磷酸技术生产磷酸,而对于有些低品位磷矿则根据其品质特点,可直接加工生产黄磷、钙镁肥或普钙,或进行浮选获得磷精矿。
3.2 加大本地区低品位磷矿的综合利用力度
低品位磷矿的利用在国内外已经被认为是将来磷矿利用的发展趋势,国内外许多公司多年来都已进行磷矿选矿技术的研究开发,并积累了丰富的经验。
目前本地区磷矿主要采用破碎—磨矿—浮选—磁选选矿工艺。但主要问题是磷精矿中Fe2O3含量高,影响了磷的工业指标,并且选用先浮选后磁选会造成浮选药剂的浪费,因此工艺合理性需要研究。如可考虑选用2008年辽宁工程技术大学发表的《辽西某含铁低品位磷矿选矿工艺技术》推荐的工艺流程:破碎—磨矿—磁选—浮选,先通过磁选除去大量铁矿物,这样在充分回收磷矿和铁矿的同时节省了浮选药剂的加入量,并降低了磷精矿中铁的含量(3)。
3.3 加大地质勘查投入,增加资源储量
根据本地区磷矿成矿规律,开展本地区磷资源勘查工作,摸清远景,挖掘磷资源潜力。近几年来,辽宁省对磷矿资源勘查工作较重视,投入了一定的资金,完成了数千米的钻探工作量,不仅发现了几处新的矿产地,而且有些矿区的资源储量进一步增加,这说明辽西地区磷矿仍有一定的找矿远景。今后要继续根据磷矿的成矿分布规律,对资源危机的矿山,加强外围周边找矿,延长矿山服务年限。在过去的研究基础上,进一步加强太古界建平群小塔子沟组内的变质交代磷矿床的找矿工作,增加磷资源的储备总量。
参考文献
[1] 柳正.我国磷矿资源的开发利用现状及发展战略[J].中国非金属矿工业导刊.2006.(1):21-23.
[2] 李悅言,罗益清.中国矿床.地质出版社.1994.27.
[3] 郭嘉,辽西某含铁低品位磷矿选矿工艺技术.2008.辽宁工程技术大学.