【科普】磷矿的分类与选矿

磷矿是用于化学工业和食品生产的重要矿产商品。磷矿石的脉石物质成分具有广泛的多样性，但根据主要伴生脉石物质，通常可分为以下类别：

硅质矿石：这些矿石含有石英、玉髓或不同形式的二氧化硅。这些矿石可以通过浮选或重力分离方法等技术经济地进行升级。

粘土矿：主要含有粘土和水合铁和铝硅酸盐或氧化物作为脉石材料。这些杂质可以通过简单的选矿技术（例如擦洗和洗涤）去除。在某些情况下，分散剂是必要的。

沉积成因的钙质矿石：含有方解石和/或白云石作为主要杂质以及少量二氧化硅。通常难以通过常规技术例如浮选或通过物理分离方法从此类矿石中有效地去除碳酸盐矿物。这是因为碳酸盐和磷酸盐的物理性质非常相似。当碳酸盐矿物精细地分散到磷酸盐颗粒中时，通过物理手段的分离甚至变得不可能。

对这些矿石进行选矿的另一种技术是煅烧。煅烧是将矿石加热到800～1000℃的高温，使CaCO 3和MgCO 3分解为CaO、MgO和气态CO 2的过程。然后通过在水中淬火并洗涤煅烧产物，将形成的CaO和MgO作为氢氧化物除去。用于增强去除氢氧化钙和氢氧化镁的最常见化学试剂是氯化铵。

使用有机酸从钙质磷酸盐矿石中化学溶解碳酸盐矿物（方解石和白云石），无需煅烧，也被证明能够在实验室规模上对钙质磷酸盐矿石进行选矿。

与有机质伴生的磷矿（黑色或棕色磷酸盐）：这种类型的矿石通常通过将矿石加热至约800°C来进行选矿。这种类型的煅烧燃烧有机材料和残余有机碳，而不会显着影响沉积磷酸盐的优异品质，例如溶解度和反应性。

此外，由于煅烧温度低，矿石中存在的硫酸钙被有机物还原成腐蚀性硫化钙的情况被最小化。在有机物燃烧过程中，必须保持以下两个条件：有机碳必须降至0.3％以下，以尽量减少湿法磷酸处理中的放气，磷灰石CO 2 必须保持在接近2％的水平使煅烧产物具有良好的反应性。

含有一种以上脉石矿物的磷矿：许多沉积磷酸盐矿床含有不需要的成分的混合物。这些矿石在加工过程中需要进行一系列的选矿操作，具体取决于每种矿石中存在的脉石矿物的类型。这可以包括，在尺寸减小之后，研磨洗涤、脱泥、浮选、重力分离和/或煅烧的组合。每个流程图均应在对所开采矿石的代表性样品进行彻底表征和测试后设计。

火成岩和变质磷矿：这些矿石中的主要脉石物质是硫化物、磁铁矿、碳酸盐（方解石、白云石、菱铁矿和铁白云石）、霞石正长岩、辉石矿、磷硅石等。这些矿石的加工过程可以包括破碎和研磨后，洗涤，脱泥，根据现有脉石矿物的类型进行磁选和浮选。