楊曉健，胡國(guó)濤，王詩(shī)瀚

1.中低品位磷礦及其共伴生資源高效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550016;2.甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000

引言

磷礦是具有戰(zhàn)略意義的非金屬礦，具有不可替代性、不可再生性，它作為重要的化工產(chǎn)業(yè)原料和磷肥原料，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位。目前，我國(guó)磷礦資源儲(chǔ)量(據(jù)根USGS統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)的磷礦石資源儲(chǔ)量為320萬(wàn)t)位居全世界第二[1]，僅次于摩洛哥，是資源儲(chǔ)量大國(guó)，但我國(guó)磷礦以膠磷礦儲(chǔ)量、規(guī)模最大、分布最廣，約占70%以上；磷灰?guī)r礦次之，占23%左右，磷灰石礦床最少，7%左右，存在著“多而不富、南多北少、難選難分”的現(xiàn)狀[2]。近年來(lái)，隨著磷化工行業(yè)對(duì)磷礦資源需求的增加，高品位的磷礦不斷被消耗，如何合理、高效地利用中低品位磷礦是我國(guó)磷化工正在面臨的一個(gè)大難題。

中低品位磷礦石主要雜質(zhì)有石英、黏土、方解石、白云石及少量有機(jī)組分，而白云石中鎂雜質(zhì)的存在，會(huì)給磷礦下游生產(chǎn)應(yīng)用帶來(lái)不利影響。目前，我國(guó)中低品位磷礦中MgO含量一般在1.5%～10%。

1 鎂雜質(zhì)對(duì)磷礦石加工的影響

在磷礦的形成過(guò)程中，鎂對(duì)磷的富集、沉積有著重要的影響[3-4]。通常來(lái)講磷礦石中絕大部分的鎂雜質(zhì)以白云石(MgCO3·CaCO3)的形式存在[5-7]，白云石賦存狀態(tài)有三種：(1)以獨(dú)立礦物形式存在于硅化物與磷灰石之間；(2)直接鑲嵌在磷灰石晶體的晶格之中；(3)部分在磷灰石表面形成一層外殼[8-9]。在濕法磷酸加工過(guò)程中，一般要求P2O5含量大于30%、MgO含量不超過(guò)1.0%[10]，MgO/P2O5的比值要小于0.08[11]。

在生產(chǎn)濕法磷酸的過(guò)程中，磷礦中的白云石被硫酸分解后生成MgSO4并溶解在磷酸溶液中，這樣會(huì)大大降低H+的濃度。若要保證一定的酸度，則需要增加H2SO4用量，而SO42-濃度的增加，會(huì)使CaSO4·2H2O的結(jié)晶成核速率加快，形成針狀締合體，從而大幅度降低磷礦的反應(yīng)速率，同時(shí)增加磷酸的黏度和磷石膏的含水量，增加過(guò)濾的難度，降低磷酸的萃取率、磷石膏的過(guò)濾性能和洗滌效率[11-13]，進(jìn)而降低了生產(chǎn)能力；加之磷酸黏度增大，會(huì)增加后續(xù)濃縮過(guò)程中的阻力，使得加工困難，能耗增大，也增加了生產(chǎn)成本[14]。

另一方面，磷礦中存在的鎂也會(huì)隨磷礦的分解而進(jìn)入到磷酸中，進(jìn)而被帶入到磷酸下游產(chǎn)品，這在一定程度上也限制了磷酸在下游行業(yè)中的生產(chǎn)和應(yīng)用。比如，生產(chǎn)磷銨時(shí)，會(huì)形成難溶的MgNH4PO4沉淀，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)[15]；另外，在磷礦制備過(guò)磷酸鈣的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)影響磷礦的轉(zhuǎn)化率，使得產(chǎn)品難以固化且易吸濕結(jié)塊[16]；再有生產(chǎn)磷酸鹽時(shí)，會(huì)影響產(chǎn)品的純度，這也給磷酸凈化系統(tǒng)增加了一定的負(fù)荷[17]。

因此，在制備濕法磷酸過(guò)程中，預(yù)先去除中低品位磷礦石中的鎂雜質(zhì)非常重要，開(kāi)發(fā)磷礦石的高效脫鎂技術(shù)不僅能使我國(guó)中低品位磷礦得到有效的充分利用，而且也會(huì)推動(dòng)整個(gè)磷化工行業(yè)向前發(fā)展。

2 磷礦脫鎂研究進(jìn)展

就現(xiàn)有的中低品位磷礦直接利用技術(shù)而言，磷礦粉超微粉碎技術(shù)、熱法制鈣鎂磷肥技術(shù)等因具有適用范圍廣、磷肥利用效率高、制成的肥料產(chǎn)品生物有效性好等特點(diǎn)，是具有市場(chǎng)應(yīng)用前景的技術(shù)。但是上述技術(shù)都不同程度存在一定的局限性，而且能利用的磷礦量有限。因此，中低品位磷礦需要經(jīng)過(guò)選別工藝處理后才能更好地用于磷酸生產(chǎn)及下游應(yīng)用。當(dāng)前，磷礦石的選別工藝主要有擦洗脫泥、重力選礦、磁選、浮選、光電選礦、化學(xué)法等。而根據(jù)目前磷礦的工藝對(duì)雜質(zhì)的要求，常用的脫除鎂雜質(zhì)的方法主要是浮選法和化學(xué)法，浮選法主要包含正浮選法、反浮選法，化學(xué)法主要包括化學(xué)浸出法和高溫煅燒法。筆者就近年來(lái)在這些方面的研究進(jìn)行詳細(xì)的綜述，對(duì)比分析各種脫鎂技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.1 浮選法

我國(guó)磷礦大部分是沉積型磷塊巖礦床，含磷礦物以膠磷礦為主，此類礦選礦難度最大。總結(jié)起來(lái)主要有以下原因:(1)磷灰石嵌布粒度細(xì)，呈現(xiàn)均質(zhì)膠體或隱晶、微晶質(zhì)。(2)屬碳氟磷灰石系列。磷灰石晶格中的PO43-被CO32-部分取代，不僅使P2O5理論含量下降，而且使磷礦物晶胞參數(shù)α變小、結(jié)晶度差，因而可浮性能逐漸下降。(3)礦石中一般都含有鈣、硅質(zhì)礦物，當(dāng)二者同時(shí)存在時(shí)，選別更加難。Fuerstenau等[18]對(duì)磷灰石和白云石浮選礦漿中溶解的晶格離子對(duì)兩種礦物表面性質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)溶解的鈣離子會(huì)使得白云石和氟磷灰石的表面電性曲線向正方向移動(dòng)，同樣鎂離子溶解到其中也可以看到類似的性質(zhì)，只是與鈣離子相比，正電位移動(dòng)數(shù)值較低。

磷礦中的代表性礦物主要為磷灰石、方解石、白云石和石英等。其中，磷灰石為有用礦物，其他為雜質(zhì)礦物，磷礦石中MgO主要賦存于白云石中，浮選降鎂實(shí)際上是浮選分離膠磷礦與白云石。晶體化學(xué)研究結(jié)果表明：磷灰石與方解石表面雖然具有相同的活性質(zhì)點(diǎn)Ca2+，但磷灰石表面Ca2+的密度大于方解石，故磷灰石的Ca-O鍵強(qiáng)度比方解石的小，Ca2+受礦物晶格的束縛較小，與捕收劑的成鍵作用會(huì)更強(qiáng)，因此磷灰石的可浮性要優(yōu)于方解石，而白云石的晶體結(jié)構(gòu)與方解石相似，為方解石晶體中的部分Ca原子層被Mg原子層代替，形成Ca原子和Mg原子交替排列的結(jié)構(gòu)[19]，但Mg原子半徑相對(duì)較小，Mg-O鍵強(qiáng)度比Ca-O鍵大，且MgA2的溶度積比CaA2的小，根據(jù)捕收劑與礦物表面作用的溶度積原理，白云石的可浮性要比方解石稍好，因此從理論上講，磷礦中不同礦物的可浮性順序?yàn)椋毫谆沂?白云石>方解石。但由于白云石與膠磷礦含有相同的Ca2+離子，所以二者可浮性相近，導(dǎo)致選礦分離難度大。

隨著近年來(lái)選礦技術(shù)的發(fā)展，浮選法是目前磷礦脫鎂技術(shù)中相對(duì)成熟且應(yīng)用較廣泛的方法之一，它的基本原理是在弱酸條件下用捕收劑將白云石浮起，或采用抑制劑抑制白云石等雜質(zhì)，然后用捕收劑將磷礦浮出，從而達(dá)到鎂雜質(zhì)與磷礦的分離[20-21]。此法的重點(diǎn)在于選取性能優(yōu)異的脫鎂捕收劑或脈石礦物抑制劑，海內(nèi)外的學(xué)者在這方面做了大量的研究[22-25]。

2.1.1 正浮選法

正浮選法是選擇適合的抑制劑抑制所有脈石礦物，用捕收劑富集磷礦物，從而達(dá)到磷礦與雜質(zhì)的分離。正浮選工藝流程簡(jiǎn)單，雜質(zhì)分離效率高，能有效地降低Al、Fe等雜質(zhì)的含量，對(duì)氧化鎂含量低于2%的磷礦，通過(guò)此法可以得到的精礦中MgO含量小于1%，這類工藝我國(guó)早期應(yīng)用較為廣泛，典型的代表有湖北王集(150萬(wàn)t/a)和大峪口(150萬(wàn)t/a)兩個(gè)大型選礦廠[26]。1996年，湖北大峪口磷礦采用正浮選工藝，以S711作為脈石抑制劑、脂肪酸為捕收劑，獲得了精礦P2O5品位33%、MgO含量1.9%左右、磷回收率72%的較好指標(biāo)[27]。1984年，黃祖范等[28]對(duì)王集一層和三層礦分別進(jìn)行50 t/d規(guī)模浮選試驗(yàn)，采用一粗一掃二精的浮選工藝，得到一層和三層精礦的P2O5含量分別為32.64%和30.30%，MgO含量分別降低到1.5%和1.36%，磷回收率大于76%。

張澤強(qiáng)等[29]對(duì)遠(yuǎn)安某膠磷礦(P2O5含量22.16%、MgO含量3.15%)采用正浮選工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究，以十二烷氧基羥丙基甜菜堿(DHB12)作為捕收劑，以FS作為抑制劑，獲得了磷精礦P2O5品位>30%、回收率>80%和MgO品位1%左右的分選指標(biāo)。鄭世波等[30]對(duì)湖北大峪口磷礦采用正浮選工藝，在原礦P2O5含量為17.31%、MgO含量為4.43%的情況下，獲得了P2O5含量38.47%、MgO含量為1.65%的磷精礦。

正浮選能夠廣泛應(yīng)用得益于其工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單。但是國(guó)內(nèi)的磷礦石中碳酸鹽含量較高，而碳酸鹽的可浮性與磷灰石相近，硅酸鹽礦物和碳酸鹽礦物同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，正浮選工藝產(chǎn)品質(zhì)量往往不高，這也限制了正浮選工藝在國(guó)內(nèi)推廣。

2.1.2 反浮選法

反浮選法主要用來(lái)分離磷礦物與白云石，它是在弱酸性條件(pH=4.0～5.0)下，先使用抑制劑抑制磷礦物，然后用特定的捕收劑浮選白云石。近年來(lái)，有較多的學(xué)者對(duì)磷礦脫鎂反浮選法進(jìn)行研究，并且開(kāi)發(fā)出了幾種磷礦脫鎂浮選工藝，常見(jiàn)的有單一反浮選法、正反浮選法、雙反浮選法等。

(1)單一反浮選法

T.F.Al-Fariss等[31]以硫酸鈉為抑制劑、油酸作為捕收劑浮選磷礦中的白云石等雜質(zhì)，在最佳浮選條件下，通過(guò)反浮選工藝，最終獲得磷精礦P2O5品位>32%、回收率在84%以上。另也有外國(guó)學(xué)者[32]采用單一反浮選工藝處理沉積型磷塊巖，試驗(yàn)以油酸和煤油作為捕收劑、硫酸作為pH調(diào)整劑、硫酸鈉作為抑制劑進(jìn)行反浮選，最終獲得精礦P2O5品位為35%、回收率高達(dá)95%的指標(biāo)。石波等人[33]以WF-04為捕收劑通過(guò)1次反浮選粗選工藝流程對(duì)貴州某磷礦進(jìn)行反浮選脫鎂試驗(yàn)，得到了P2O5品位為33.06%、磷回收率為93.07%、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%的磷精礦指標(biāo)。

此工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)常溫浮選，得到的產(chǎn)品粒度較粗，有利于后續(xù)的過(guò)濾，但其適用范圍窄，主要針對(duì)鈣質(zhì)磷礦石，對(duì)硅質(zhì)磷礦石的分離效果較差，致使該工藝的應(yīng)用范圍有限。

(2)正反浮選法

此法是在堿性條件下，利用捕收劑富集磷礦物，將硅酸鹽礦等留在槽內(nèi)去除，得到的正浮精礦再加入無(wú)機(jī)酸調(diào)節(jié)礦漿的pH值，使白云石在弱酸條件下浮出，從而得到磷精礦產(chǎn)品。正反浮選的使用范圍較廣，能處理P2O5含量為15%～26%、MgO含量為1%～6%、SiO2含量為12%～30%的中低品位磷礦。目前，云南?？?、安寧兩座200萬(wàn)t/a磷礦浮選廠采用此工藝，通過(guò)工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，能將原礦中的P2O5含量從15%～25%提高到30%，MgO含量從1.5%～4%降低到0.8%以下，磷回收率可達(dá)86%以上[34]。在美國(guó)，正反浮選也被稱為“兩段浮選法”，該方法由Crago率先提出，當(dāng)前，該工藝成為美國(guó)佛羅里達(dá)州和北卡羅來(lái)納州用來(lái)處理磷酸鹽礦的經(jīng)典方法[35]。

從目前的生產(chǎn)應(yīng)用來(lái)看，正反浮選獲得的磷精礦品位要比單一正浮選或單一反浮選要高，而且該工藝中反浮選除了能提高精礦品位外，還能改善精礦的加工性能。但該工藝最大的缺點(diǎn)是兩次浮選酸堿度不同，不但增大了藥劑成本，也會(huì)增加選礦廠水資源循環(huán)利用的困難。

(3)雙反浮選法

雙反浮選工藝主要用來(lái)分離磷礦石與白云石和石英。它用無(wú)機(jī)酸來(lái)調(diào)節(jié)礦漿的pH值，使白云石或石英在弱酸性條件下被脂肪酸/胺浮出，磷礦物則富集在浮選槽中。GE Ying-yong等[36]針對(duì)P2O5品位23.52%、MgO品位為3.83%的原礦進(jìn)行雙反浮選工藝研究，獲得P2O5品位32.17%、回收率為87.80%、MgO的品位分別為0.95%的精礦。余永富等[37-38]采用雙反浮選法，先用H2SO4抑制磷礦物，陰離子捕收劑反浮選白云石等碳酸鹽礦物，然后再用Na2CO3抑制硅酸鹽礦物而用陰離子捕收劑正浮選磷酸鹽礦物，在常溫下對(duì)湖北某地Fe、Mg、Al等雜質(zhì)含量較高的低品位難選膠磷礦進(jìn)行浮選，得到的精礦P2O5含量為30.22%、回收率80.49%，并且MgO含量降至0.76%。此法可以在常溫下進(jìn)行浮選，同時(shí)得到的產(chǎn)品粒度較粗，這對(duì)后續(xù)產(chǎn)品的過(guò)濾處理有利；但用胺類物質(zhì)進(jìn)行反浮選前都需脫泥，因此浮選流程較復(fù)雜。

浮選法在磷礦脫鎂工藝中應(yīng)用十分廣泛。但因我國(guó)磷礦資源大多是難選的膠磷礦，因此采用浮選法進(jìn)行磷礦脫鎂，需要根據(jù)磷礦石的性質(zhì)和組分選擇不同的工藝，以達(dá)到最優(yōu)的浮選指標(biāo)。雖然浮選法可有效地去除大部分含鎂礦物，但很難將磷礦中MgO降低至1%以下，且P2O5的損失率較高。此外，浮選法需要較大的場(chǎng)地，而且比較容易造成水資源的浪費(fèi)。

2.2 化學(xué)浸出法

化學(xué)浸出法脫除磷礦中的鎂是根據(jù)磷礦中各組分與酸性物質(zhì)反應(yīng)活性的差異，在酸性條件下利用H+選擇性地將含鎂物質(zhì)去除。目前，用于化學(xué)浸出法的試劑主要有無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、酸性氣體、酸式鹽等酸性介質(zhì)。

2.2.1 無(wú)機(jī)酸

在利用無(wú)機(jī)酸脫除磷礦中鎂雜質(zhì)的研究中，硫酸是最早被用作脫鎂劑的無(wú)機(jī)酸，但在使用硫酸進(jìn)行脫鎂時(shí)，由于其在反應(yīng)時(shí)，會(huì)在磷礦表層生產(chǎn)許多針狀、細(xì)長(zhǎng)或片狀CaSO4·2H2O晶體，從而降低磷礦的利用率，而且脫鎂規(guī)律性較差。張雪杰等[39]以稀硫酸為脫鎂劑，在一定的條件下對(duì)MgO含量為3.99%的馬邊磷礦進(jìn)行脫鎂處理，研究結(jié)果表明，磷礦的脫鎂率可達(dá)到68.42%，磷的損失為2.61%，該工藝是用硫酸脫鎂研究中較成熟的，且已經(jīng)投入工業(yè)化應(yīng)用。

磷酸是磷礦脫鎂劑之一，用磷酸進(jìn)行磷礦脫鎂時(shí)磷的損失率較小，但其效果并不十分理想。此法[40]通常是在70 ℃的反應(yīng)溫度下，以一定濃度的磷酸和磷礦進(jìn)行反應(yīng)，一定時(shí)間后過(guò)濾分離，然后在濾液中加入HF，進(jìn)一步過(guò)濾除去MgF2。此工藝原料磷酸成本較高，加之工藝流程復(fù)雜，至今尚未有工業(yè)化應(yīng)用。

硝酸用于磷礦脫鎂早在1970年就已經(jīng)應(yīng)用于硝酸磷肥生產(chǎn)中，但其成果僅適用于硝酸磷肥的配套生產(chǎn)，加之其價(jià)格比硫酸高，因此它的研究和應(yīng)用均受到了限制。陳小林等[41]利用硝酸作為脫鎂劑處理磷礦浮選尾礦，在最優(yōu)條件下磷礦脫鎂率能達(dá)到94.26%，同時(shí)磷損失也僅有5.94%，并發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)脫鎂處理后，磷礦的P2O5品位得到較大提高，從一定程度上也提高了磷礦的綜合利用率。

氟硅酸也可作為磷礦脫鎂劑。用氟硅酸處理磷礦時(shí)，雖然有一定的效果，但會(huì)造成大量磷的損失，而且氟硅酸的腐蝕性較強(qiáng)，若采用其為脫鎂劑，會(huì)增加額外的生產(chǎn)成本。云南三環(huán)化工有限公司[42]首次將氟硅酸用于高鎂磷礦的脫鎂，有一定的效果，但磷礦中鎂含量過(guò)高時(shí)，僅用氟硅酸脫鎂不能滿足需求，需要加入額外的硫酸。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.84%的氟硅酸對(duì)MgO含量為2.21%的磷礦進(jìn)行脫鎂處理，數(shù)據(jù)表明磷礦中MgO的脫除率可達(dá)70.82%，磷的損失率為6.5%。

用無(wú)機(jī)酸作為磷酸脫鎂劑時(shí)，脫鎂率都比較高，但在溶解白云石的同時(shí)也會(huì)有部分的磷灰石溶解在其中，導(dǎo)致一定的磷損失。目前，僅有硫酸脫鎂工藝已應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中，其他研究均停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

2.2.2 有機(jī)酸

有機(jī)酸的酸性較弱，對(duì)磷灰石的溶解作用較小，因此可作為磷礦脫鎂劑，其中較常見(jiàn)的有乙酸、乳酸、甲酸和琥珀酸等，它主要是用于去除磷礦中的碳酸鹽類雜質(zhì)。Abu-Eishah等[43]在一定的條件下，用乙酸溶液能將磷礦的P2O5從32%提高到34.5%，碳酸鹽的分解率在70%以上，磷礦的脫鎂率為75%。乳酸也是常用的化學(xué)脫鎂劑之一，Zafar等[44]曾經(jīng)用甲酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乳酸作為磷礦石的脫鎂劑，成功地脫除了磷礦石中的碳酸鎂雜質(zhì)。在利用有機(jī)酸進(jìn)行磷礦石脫鎂時(shí)，不僅能有效脫除其中所含有的碳酸鎂雜質(zhì)，還能有效降低磷的損失。但在反應(yīng)過(guò)程中，所需液固比較大，因此分解碳酸鎂過(guò)程中，由于攪拌或CO2的產(chǎn)生，會(huì)使體系中起泡較嚴(yán)重，常需要往其中加入消泡劑，這樣一來(lái)，不僅增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)也向體系中引入了其他雜質(zhì)，此外，有機(jī)酸價(jià)格昂貴，且經(jīng)過(guò)它處理后的磷礦中難免有有機(jī)物殘留，不利于后續(xù)濕法磷酸的生產(chǎn)。

2.2.3 酸性氣體

SO2是一種最為常見(jiàn)的酸性氣體脫鎂劑，且使用高濃度SO2的脫鎂效果較好，一般能將磷礦中的MgO含量降低到1%以下。它脫鎂的主要原理是SO2遇水后產(chǎn)生亞硫酸，進(jìn)而與磷礦中的CaCO3和MgCO3反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為可溶性的亞硫酸氫鹽和CO2氣體逸出；接著進(jìn)行固液分離，從而達(dá)到除雜的效果。

Cl2也可以用來(lái)作為磷礦脫鎂劑，它的原理為氯氣和水生成鹽酸，然后再分解白云石，從而脫除鎂雜質(zhì)，但磷損失較大，加之鹽酸會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，這樣對(duì)生產(chǎn)過(guò)程不利。

2.2.4 酸式鹽類

在常見(jiàn)的酸式鹽中，硫酸氫鎂溶液可以用來(lái)對(duì)磷礦進(jìn)行循環(huán)洗滌從而脫除鎂雜質(zhì)，脫鎂選擇性比較好，而且過(guò)程中的磷損失率也比較低，但脫鎂劑的用量較大，且對(duì)處理的磷礦品位要求P2O5含量在25%以上。楊建中等[7]利用硫酸氫鎂溶液對(duì)云南?？诹椎V進(jìn)行脫鎂研究，得到的磷礦中MgO含量0.5%，P2O5損失率1.0%。盛勇等人[45]等以硫酸氫鎂作為脫鎂劑，對(duì)中低品位磷礦進(jìn)行脫鎂試驗(yàn)，經(jīng)此處理后的磷精礦P2O5含量為25.1%，基本沒(méi)有損失，MgO含量從3.14%降低到0.71%，脫除率為77.4%。

綜上可知，化學(xué)浸出法脫鎂工藝與其他脫鎂工藝相比，具有較高的脫鎂效率，工藝流程短、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，所以化學(xué)浸出脫鎂工藝的應(yīng)用已列入中低品位磷礦階梯化開(kāi)發(fā)應(yīng)用的重點(diǎn)內(nèi)容之一。但在進(jìn)行化學(xué)法脫鎂的同時(shí)，都會(huì)造成磷的損失。因此，利用化學(xué)浸出法脫鎂的關(guān)鍵在于如何有效地減少或避免磷損失。

2.3 高溫煅燒法

高溫煅燒法主要用來(lái)脫除高鎂低硅磷礦中的鎂雜質(zhì)。該法將一定粒度(25～30 mm)的磷礦在850 ℃以上的高溫下煅燒，當(dāng)溫度在850～1 000 ℃時(shí)碳酸鹽發(fā)生分解，然后進(jìn)行水化使CaO和MgO變成微懸浮態(tài)的Ca(OH)2和Mg(OH)2，通過(guò)固液分離，最終達(dá)到脫鎂的效果。

表1 磷礦脫鎂方法對(duì)比

Abdullah Watti等[46]采用高溫煅燒法對(duì)P2O5含量為28.6%、MgO含量為1.57%的磷礦進(jìn)行脫鎂處理，研究表明，經(jīng)過(guò)高溫煅燒使磷礦中的碳酸鎂鹽等發(fā)生分解，并進(jìn)行水化處理后，得到的磷礦中P2O5含量上升為33.95%，MgO脫除率為92.9%。Melike Snrkaya等[47]將P2O5含量為23.27 %、MgO含量為1.60%的磷礦通過(guò)在流化床中進(jìn)行硫化后，再將硫化得到的磷礦進(jìn)行高溫煅燒和水化處理，得到的磷精礦中P2O5含量上升為36%，碳酸鹽類物質(zhì)基本消除，MgO含量從1.56%降低到0.6%。

高溫煅燒法可以有效地脫除磷礦中的鎂雜質(zhì)和減少磷損失，同時(shí)也除去了其他雜質(zhì)組分，這樣，從一定程度上不僅提高了磷礦的純度而且也能為后續(xù)磷產(chǎn)品的生產(chǎn)提供質(zhì)量保證。但是高溫煅燒也有很多缺點(diǎn)，高溫過(guò)程中不僅需要高耗能，而且在過(guò)程中會(huì)使磷礦中的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響后續(xù)濕法磷酸生產(chǎn)的反應(yīng)速率，進(jìn)而增大磷石膏的過(guò)濾分離難度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如何高效地開(kāi)發(fā)利用中低品位磷礦是目前磷化工面臨的最大難題。其中如何有效除去中低品位磷礦中的有害雜質(zhì)(尤其是鎂雜質(zhì))是中低品位磷礦開(kāi)發(fā)利用最重要的難題之一。結(jié)合近年來(lái)磷礦脫鎂的應(yīng)用情況，認(rèn)為浮選法仍是研究的重點(diǎn)，但深度脫鎂需采用聯(lián)合工藝，即先采用浮選法脫除大部分鎂，然后再利用化學(xué)法進(jìn)行深度脫鎂，今后磷礦脫鎂技術(shù)的研究應(yīng)向著復(fù)合型、經(jīng)濟(jì)環(huán)保型方向發(fā)展。