年处理矿石100万吨胶磷矿选矿生产线设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

一、目的、意义及文献综述（含国内外的研究现状分析）

1．课题目的、意义

通过本次设计研究，为磷矿矿山建设项目提供科学依据和设计文件。磷矿选矿的主要任务是利用现有的工艺方法、选矿药剂和机械设备等去除矿石中的泥质、脉石矿物，提高磷精矿品位。深度开发贫矿、综合利用富矿选矿厂尾矿，为我国的磷矿工业化提供持续可发展动力、保障国民经济安全。

本次设计是理论教学与实践相结合，培养工程实践基本知识和能力的关键环节，是在指导教师指导下，利用所学专业知识和技能，解决实际工程技术，经济问题的初步实践。设计过程中需要查阅大量文献资料、绘制各种图纸，这对提高设计者查阅文献和计算机绘图的能力都有很大提高，对以后的学习和工作都有重要意义。

2．文献综述（国内外研究现状）

2.1国内磷矿资源利用现状

2002年世界磷酸盐岩储量170亿t,资源储量500亿t,主要分布在非洲、北美、亚洲、中东、南美等60多个国家和地区,其中80%以上集中在摩洛哥、中国、美国、南非、约旦，按储量及资源量计算,摩洛哥居首位，中国居第二^[1]。

我国的磷矿资源主要分布在云南、贵州、四川、湖北和湖南五省，储量约占全国总量的74%^[2]。磷矿石资源的基本特点是：分布广泛又相对集中；矿床类型多，成矿条件复杂；中、小型矿床多，超大型矿床少；贫矿多，富矿少，矿石类型复杂，伴(共)生组分多，而且有用组分嵌布粒度细^[3]，全国磷矿平均品位仅16.95%，贫矿多，易选的沉积变质磷灰岩少，难选的磷块岩储量多，占全国总储量的85%^[4]，因此，我国磷矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”^[5]。具体如下:

(1) 矿床类型齐全，但以沉积磷块岩矿床为主。沉积磷块岩矿床储量占总量的79%；内生成因的磷灰石矿床储量占16%；沉积变质磷灰岩矿床储量占4%；鸟粪等类型的磷矿储量占0.4%。

(2) 较难开采的倾斜至缓倾斜、薄至中厚矿体多，适宜于大规模高强度开采的少。我国磷矿床大部分成矿时代久远，埋藏深，岩化作用强，矿石胶结致密，且约有75%以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出，为薄至中厚层。这种产出特征给磷矿开采带来一系列技术难题，往往造成损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题。

(3) 我国磷矿质量较差，全国磷矿平均品位在17%左右，矿石品位大于30%的富矿只有14亿t左右，富矿占磷矿总量约8.5%，并且主要分布在云、贵、鄂三省。因此，我国大部分的磷矿必须经过选矿富集后才能满足湿法磷酸生产的需要^[6]。

(4) 难选矿多，易选矿少。我国磷矿中，大部分为中低品位矿石，且以胶磷矿为主，占全国总储量的80%左右^[7]，这类矿石颗粒细微、嵌布紧密；另外，磷矿中约90%是高镁磷矿，其矿石中有用矿物的粒度细，它和脉石结合紧密，不易解离，一般需要磨细到200目占90%以上才能单体解离，属当今世界上难选的磷矿石。

(5) 磷矿伴生资源丰富，可利用的伴生资源多。磷矿生成过程中共生了一些伴生资源。我国沉积磷块岩矿主要伴生一定品位的碘；部份变质型磷灰岩矿含有硫铁矿，如黄麦岭磷磷矿；华北的岩浆岩型磷灰石矿，如矾山磷矿含有铁矿^[8]；贵州织金磷矿中含有伴生的稀土金属；其它伴生的资源还有氟、镁、钒、镍、钼等^[9]。从资源综合利用角度看，这些共伴生资源虽相对较少，但在开发利用磷矿资源的同时，有些可进行相应的回收、利用。

表2.1 我国磷矿按矿床的工业类型分类 w/%

2.2.国内外主要选矿工艺

选矿工艺方法很多，目前我国与国际上采用的工艺方法大致相同，具体有主要如下工艺方法：

（1）擦洗脱泥工艺

擦洗脱泥工艺是物理选矿方法，属于环境友好型。并且工艺原理简单、易操作、不消耗药剂、露天生产、无污染^[10]。此工艺多用于含泥较多且品位较高的地表风化矿，风化程度深，矿石结构遭到破坏，矿石变得松散，脆软，大量的铁、铝、碳酸盐矿物流失或者直接富集在矿泥中，磷酸盐或者硅酸盐矿物在矿石中相对比较集中，开采出来的磷矿经过破碎、分级后通过擦洗装置就可获得磷精矿。我国风化矿资源较少，主要分布在云南一带，所以此种工艺运用主要集中在云南^[11]。

（2） 浮选工艺

浮选是所有磷矿选矿工艺中分选效果最好而且应用最为广泛的一门技术，长期以来，浮选占据了磷矿选矿工艺中的主导地位。根据选别顺序的不同，浮选分为正浮选（直接浮选）、反浮选、正反浮选、反正浮选、阶段磨矿、阶段选别以及双反浮选等工艺。

正浮选（直接浮选）:正浮选在选别过程中通过抑制硅酸盐以及碳酸盐等脉石矿物，让磷矿物附着于浮选泡沫中的一种选别方法，用于氧化镁含量低的硅质磷矿。

反浮选：反浮选是利用抑制剂抑制磷矿物，用捕收剂捕收碳酸盐等脉石矿物，利用气泡将其带出，目的矿物留在槽底，实现脉石矿物与磷矿物分离。反浮选适用于硅质矿物含量较低，白云石等碳酸盐矿物含量较高的钙质磷矿岩。

正反（反正）浮选：正反浮选首先抑制硅质矿物，浮出可浮性相近的磷矿物和碳酸盐矿物，再在酸性介质中反浮选出碳酸盐矿物。反正浮选则相反，从而实现脉石矿与目的矿物的分离。

双反浮选工艺：双反浮选适合磷矿石中最难选的胶磷矿,利用磷酸或者硫酸及其衍生物抑制磷矿物,阴离子捕收剂反浮选白云石等碳酸盐矿物,然后矿浆经脱泥后再用阳离子捕收剂反浮选硅酸盐矿物^[12]。

（3）重介质旋流器分选工艺

重介质选矿工艺的优点是工艺系统简单,破碎和产品的脱水费用低,工业废水浮选药剂对自然环境污染小,缺点是精矿品位低、回收率低、选矿成本低^[13]。

2. 研究的基本内容与方案

二、设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

1.设计的基本内容

1.1计算

（1）选矿工艺流程的计算，完成物料数质量流程及水量平衡计算

（2）破碎车间设备选型计算

（3）磨浮车间设备选型计算

（4）脱水、过滤车间设备选型计算

1.2图纸

（1）工艺流程图

（2）数质量流程图与矿浆（包括水量）量流程图

（3）设备形象联系图

（4）破碎车间、磨浮车间总平面图

（5）能够清楚反应磨浮车间、磨浮车间的各断面图

1.3工艺设计说明书

包括破碎比、作业率、原矿仓、过渡矿仓、及工艺流程计算，工艺设备选型计算，工艺流程说明、设备选型依据、工艺设备配置依据和说明等。

1.4完成不少于2万英文（5000汉字）印刷符的英文文献翻译。

2.设计的目标2.1研究方案

（一）矿石可选性研究

沉积岩型磷块岩矿石是世界各国磷矿资源中的主要类型,在我国的磷矿资源中,此类矿石储量占到我国磷矿总储量的70%,主要分布在中南和西南地区。湖北某地区有丰富的低品位磷矿资源，该地磷矿具有矿石粒度细，单体解离困难，碳酸盐和硅酸盐含量高，目的矿物与脉石矿物嵌布关系复杂，且含有碳质和少量黄铁矿等特点，矿石性质复杂，拟以此地区的磷矿石作为研究对象。

（二）确定选矿方法

目前有主要以下选矿方法：

1.浮选—磁选联合流程 该流程主要用于含铁、钛等磁性矿物的磷矿石。由于我国此类型矿石较少，因此目前仅有少数选矿厂采用。

2.磨矿—分级—浮选流程 用于处理风化较轻或无风化即含粘土较少的磷块岩石。浮选作业视矿石性质不同，可分别采用正浮选法、反浮选法或正—反浮选法 我国大多数选矿厂采用此种流程^[14]。

3.阶段磨矿—阶段选矿流程 该流程用于处理胶磷矿和磷灰石同时存在的磷块岩矿，如宁夏贺兰山选矿厂就采用了此种流程。

4.擦洗—脱泥—浮选流程 该流程用于风化严重，含粘土较多的磷块岩矿。我国由于此类矿床较少，因此目前仅在少数选矿厂中应用，如云南滇池周围的地表风化矿。

5. 焙烧—消化—分级流程 该流程用于矿石较硬、含碳酸盐矿物（白云石和方解石）较多的沉积钙质磷块岩矿。该流程目前正处于试验阶段，尚未推广应用^[15]。

综合考虑以上几种方法和目前的条件限制等因素，确定拟采用第二种选矿方法即采用磨矿-分级-浮选流程。

2.2预期结果

设计选矿厂服务年限为8年，坡地建厂（10°）。

最终选矿指标：精矿品位β：P2O5=30.37% ，选矿总回收率ε：ε=75.31% 磨矿细度：-325目占62.31%.

2.3设计拟采用的技术方案及措施

2.3.1选矿厂工作制度

2.3.2试验流程

图1 选矿试验流程

3. 研究计划与安排

三、 进度安排

2月21日～3月20日 实习、收集资料，完成开题报告、外文翻译；

3月20日～4月20日 完成流程设计计算；

4. 参考文献（12篇以上）

四、 参考文献

[1]骆兆军，钱鑫，王文潜．国内外磷矿选矿新进展[j].中国矿业，1999，8(4)：36-39.

[2]余永富，葛英勇，潘昌林．磷矿选矿进展及存在的问题[j].矿冶工程，2008，2(1)：29-33.