0引言50年代末,地质部门发现了超大型沉积型磷块岩矿床湖北宜昌

磷矿.该矿床储量大,品位高.与其周边的兴山、神农架、瓦屋、保

康、南漳等地磷矿资源类似,均为沉积型条带状磷块岩,是我国的重

点聚磷区之一,对解决该矿的开发利用我国磷资源和磷深加工行业

的稳定与可持续发展,意义重大.1矿石性质 宜昌磷矿分布于宜昌、

远安、兴山三县境内,大地构造位置属黄陵背斜的北东冀呈北西—

南东弧形展布.矿床的地质构造简单.矿区由北向南分为十大矿区.

总面积为300 km2,已探明储量B+C+D为10.3亿吨,属一特大型海相

沉积型磷块岩矿床.周边的湖北兴山、神农架、瓦屋、保康、南漳

等地沉积型条带状磷矿资源储量也达数十亿吨.湖北宜昌花果树磷

矿属沉积型、中低品位磷块岩矿床,共有Ph1、Ph2、Ph3三个含磷层

,其中第一含磷层三矿层（Ph31层）是主要工业层.Ph31层原矿平均

品位P2O5 23%左右.磷矿分上、中、下三层,其中上贫矿Ph3-31主

要是钙镁质磷矿,矿层平均厚度0.75 m,平均品位P2O5 20%左右；

中富矿Ph3-21为泥硅质磷矿和钙镁质磷矿两种,矿层平均厚度1.5

m,平均品位P2O533%左右；下贫矿Ph3-11以含碳的泥硅质磷矿为主

,矿石质量差,矿层平均厚度1.4 m,平均品位P2O5 16%左右.矿石自

然类型为：①泥硅质条带状磷块岩；②白云质条带状磷块岩；③白

云质砂屑磷块岩；④含磷白云岩.矿石工业类型为：①泥硅质磷矿

；②钙镁质磷矿.矿石特征：含碳的泥硅质条带状磷块岩、白云质

条带状磷块岩、白云质砂屑磷块岩.有代表性的花果树矿中,主要的

化学组成（％）为 P2O5 23.80、MgO 3.50、CaO 37.32、SiO2

18.12、Al2O3 4.45、Fe2O3 1.63、F 2.01、CO26.55、S 1.83、

K2O 2.11、Na2O 0.42.主要矿物组成（％）为泥晶磷灰石和微晶

磷灰石50～55、白云石15、方解石1、粘土矿物15、石英及玉髓10

～15.各矿层中的磷块岩条带和脉石条带宽度较大,其中上贫矿和下

贫矿的磷块岩条带宽度和脉石宽度大于2 mm的占94%以上,特别是中

富矿的磷块岩条带全部集中在2～18 mm之间,从条带宽度来看该矿

石完全具备磷矿重介质选矿的工艺特性.与其类似的湖北保康白竹

磷矿,磷块岩矿石的构造特征主要表现为纹层状—条带状和块状构

造两种,其构造特征如下：纹层-条带状构造：磷块岩与白云岩、泥

硅质条带呈纹层—条带状相间互层分布,构成纹层—条带状构造.块

状构造：由磷质砂屑、磷质砾屑与白云石、少量泥晶磷灰石胶结物

组成的磷块岩,具块状构造.2实验室重液评价选矿研究花果树矿实

验室重液浮沉试验结果（见表1）为：当原矿品位P2O5 23.80％,

分选粒级为-15 mm+0.5 mm,分险密度是2.89时,精矿产率73.97％,

精矿品位P2O5 30.79％、含MgO 1.44％,精矿回收率87.61％.试验

研究表明：当分选密度δ为2.85～2.91时,邻近密度物含量P2O5都

在30%左右,属难重选矿.其磷块岩条带以密度大于2.95为主,白云岩

条带密度在2.85左右,因此要有效分选比重差为0.1的磷块岩和白云

岩（0.1的分选密度差是重介质选矿的最低要求）,要求有较高分选

精度的重介质分选装备和对分选密度的稳定控制.表1重选理论分选

指标
Table 1Sinkandfloat data of phosphorite from

Huaguoshu mine
粒级/
mm分选
密度
δ精矿产率/％品位/％P2O5回收率/％对本级对原矿P2O5MgO对本

级对原矿邻近比重
矿物含量
δ±0.1可选性-

10+0.52.8577.8669.8929.811.7797.4687.3928.392.8676.4668

.6330.181.6396.9286.8829.212.8775.1367.4430.521.5396.28

86.3330.182.8873.8466.2830.811.4495.5585.6631.34很难选-

15+0.52.8677.6871.0829.991.6797.2689.6128.452.8776.4469

.9530.281.5896.6689.0330.092.8875.2268.8330.551.5195.95

88.3932.132.8973.9767.6930.791.4495.0987.6134.66很难选-

20+0.52.8677.1370.7829.921.8996.9588.9130.732.8776.0169

.7530.171.8196.3888.3532.792.9170.9565.1131.061.5292.45

84.9044.27特别难选图1花果树矿 -15 mm+0.5 mm原矿重选可选性

曲线
Fig.1Washability curve of the 0.5~15mm particle size
range of phosphorite from Huaguoshu mine第2期袁俊宏,等：

我国沉积型条带状磷块岩分布特点及选矿技术
武汉工程大学学报第33卷
从三种粒级的试验结果来看,0.5～15 mm粒级矿样的工艺指标明显

比0.5～20 mm和0.5～10 mm粒级好,其分选密度在2.86~2.89×103

kg/m3之间时所获得的合格精矿的P2O5、MgO,产率和回收率等指标

变化较小,有利于分选密度的控制.保康矿重液浮沉工艺试验指标：

原矿粒度-15 mm+05 mm,分选密度284,原矿品位P2O5 21

98%,精矿产率6702%,精矿品位P2O5 2804%、MgO 3.29%,精矿

回收率85.99%.3选矿工艺与方法实例3.1重介质选矿花果树磷矿重

介质选矿采用如下工艺流程：原矿经三段一闭路破碎后,得到-17

mm入选原矿,然后全粒级进入三产品重介质旋流器选别,底流经脱介

筛脱介后获得块状精矿,筛下物经磁选—浓缩后,获得细粒精矿；一

段溢流和二段溢流合并,经脱介筛脱介后获得块状尾矿,筛下物经磁

选—浓缩—过滤后得到细粒尾矿.主要设备有：重介质无压给料三

产品旋流器3PNWX850/600,脱介筛PZK2448 F=11.52 m2、φ=0.75

mm,磁选机φ914×2972型750高斯,尾矿陶瓷过滤机,介质自动控制

为微机核密度计FB2300,原矿给料FB1330F型微机核子称.分选

精度：重介质旋流器的分选精度,通常用分离可能误差,即EP值来表

示.由图2可以计算出重介质选矿选别的EP值为0.066 0.图2重介质

旋流器选矿分离曲线
Fig.2The separation density of the dense media cyclone

for phosphorite from Huaguoshu mine生产指标：根据矿介比

的试验,适宜的处理能力为170 t/h左右,过大或过小均会影响分选

效果.超过设计150 t/h的处理能力.原矿粒级-17 mm、品位P2O5

2350%,获得精矿产率65.65%、精矿品位P2O5 3064%（含MgO 1

48%）、回收率为85.60%.选比为1.523.3.2双反浮选宜昌某矿采

用双反浮选选别(见图3),矿石主要来自宜昌地区丁家河、桃坪河及

盐池河矿区.根据原矿性质,在磨矿细度-0.074 mm 40%的条件下,

获得精矿P2O5 32.12%,MgO 0.77%,精矿产率78.25%,回收率

92.29%的指标. 图3双反浮选条件图
Fig.3The double reverse flotation conditions and

flowchart3.3反浮选硅酸盐选矿宜昌某矿段磷矿选矿厂位于宜昌

市猇亭工业园区.该矿选用的选矿工艺为反浮选硅酸盐选矿.分级—

浮选闭路试验工艺流程为+25 μm矿砂、-25 μm矿泥分别浮选,矿

砂为三次粗选两次扫选,扫选中矿返回到粗选Ⅰ的单反工艺；矿泥

为一反一次粗选三次扫选一次精选、扫选中矿返回到粗选Ⅰ和二反

一次粗选的双反工艺,选矿指标为原矿品位P2O525.89%,矿砂精矿

产率44.36%、品位P2O5 36.47%,回收率67.71%(作业回收率

89.82%)；矿泥精矿产率14.25%、品位P2O5 31.31%,回收率

17.29%(作业回收率57.31%).矿泥和矿砂总精矿品位P2O5 35.22%,

回收率为80.00%.该矿样矿泥含量较高,入浮选原矿中-25 μm占

33.88%,而且这部分矿泥中P2O5品位23.77%,占有率为3098%,使

得精矿品位大于P2O5 36%时,精矿回收率难以达到80%.因此,试验

确定了分级—浮选,矿泥、矿砂分选的选矿工艺路线.设计工艺流程

为两段闭路破碎：一段破碎设备为反击式破碎机,破碎后的原矿石

经过圆振筛筛分.+10 mm的产品进入破碎机二段破碎,然后返回圆振

筛闭路,圆振筛筛下（-10 mm）的产物进入磨矿作业流程.一段闭路

磨矿：磨矿浓度为80%,磨矿细度为-0.074 mm含量70%左右；分级

机溢流浓度为30%,分级机的返砂比为250%.脱泥作业：因原矿中矿

泥含量高,对浮选的影响大,二号系统增加了两次脱泥作业,脱除-19

μm矿泥.脱出来的矿泥和尾矿合并处理,其脱泥后的矿浆进入浮选

机浮选.脱泥产率约为22%.浮选作业：脱泥之后的矿浆进入浮选作

业,由于要求磷精矿品位P2O5 35%以上,浮选工艺流程为三次粗选一

次精选,精选尾矿（泡沫产品）返回到第三次粗选,形成闭路流程.

浮选过程在粗选中分三段添加药剂,第一段加药点在搅拌桶,第二、

三段加药点在浮选机中间箱.图4选矿生产工艺流程图
Fig.4The single reverse flotation conditions and

flowchart3.4反浮选白云石选矿对原矿品位较高(P2O5＞25%）、

含白云石高（Mg＞4%）的该区域磷矿,单一反浮选是较为有效合理

的选别方法.宜昌某矿段磷矿和南漳某矿均采用此工艺.如南漳某矿

原矿多项分析结果（％）P2O5 24.50、 MgO 6.31.生产工艺条件

如图5所示.图5南漳某磷矿选矿厂工艺流程图
Fig.5The single reverse flotation conditions and

flowchart for Nanzhang phosphate mine图6正反浮选工艺流程
Fig.6The directreverse flotation conditions
and flowchart3.5正反浮选工艺对宜昌地区董家河一带某磷矿进

行的正反浮选研究,也取得了较好的选别效果.研究采用了常温无碱

工艺,二次粗选一次扫选一次精选正浮选——一次粗选一次扫选反

浮选,指标为：磨矿细度-0.074 mm目含量86.9％,原矿品位P2O5

14.97％,精矿产率38.62％,精矿品位 P2O5 32.30％、含MgO 0.63

％,精矿回收率83.34％.4结语a. 湖北宜昌磷矿属沉积型中低品位

磷块岩矿床,磷块岩条带与脉石条带较宽,可在较粗粒度下实现较完

全的解离,根据其特有的矿石性质,适于采用重介质选矿法选别.但

是由于磷块岩条带与脉石条带比重差低于0.1 g/cm3,因此该矿石又

属于难选矿石.采用无压三产品旋流器进行重介质选矿,运转稳定,

选矿指标较好.b. 湖北宜昌及周边相似磷矿,根据其原矿性质和所

含白云石、硅酸盐含量,以及制酸与制肥对原料中杂质的要求,采用

反浮选和正反浮选工艺是可行的.