1内生磷矿和变质磷矿分布特点1.1内生磷矿分布特点我国内生磷矿

主要分布在北方,即西北、东北、与华北地区.根据含磷岩体的岩石

类型及成因等分类,我国内生磷矿分三个类型九个亚种,其中超基性

-碱性-碳酸盐类磷矿是最主要的最有远景的类型.主要分布在华北

地台、塔里木地台、扬子地台等,构成重要的内生磷矿成矿带.其具

体特征如表1所示.近四十年来,累计探明远景资源量27亿t,占全国

磷矿总储量的12%.表1我国北方内生磷矿特征表
Table 1Characteristics of endogenetic phosphate ores in

Northern China
特征类型超基性-碱性
岩型磷矿碱性岩型磷矿超基性-碳酸
盐岩型磷矿超基性岩
型磷矿基性岩
型磷矿伟晶岩
型磷矿成矿
作用海西末期
印支期印支期吕梁期吕梁期
华力西期吕梁期吕梁期矿物
成分普通辉石、黑云母、
正长石、榍石、
磷灰石、磁铁矿、
钛铁矿辉石、霞石、
黑云母、正长石、
方解石、磷灰石白云石、方解石、
磷灰石、磁铁矿、
黑云母、重晶石、透辉石透辉石、磷灰石、
磁铁矿、钛铁矿、
角闪石、黄铜矿、
尖晶石普通辉石、斜长石、
紫苏辉石、磷灰石、
磁铁矿、
钒钛磁铁矿、
钛铁矿透辉石、钾长石、
磷灰石、阳起石、
黄铁矿矿石
类型黑云母辉石磷灰石型
黑云母正长辉
石磷灰石型
磁铁磷灰石型
磷灰石型含磷灰石辉石
岩型
含磷灰石霞石正
长岩型白云石磷灰石型
白云石稀土
磷灰石型
方解石磷灰石型透辉磷灰石型
角闪透辉磷灰
石型长石辉石钛
磁铁磷灰石型
磁铁磷灰石型钾长透辉磷
灰石型
钾长磷灰石型矿石品
位P2O52.63%~11.87%1.73%~3%2%~7%2%~4%2%~8%5.5%~35%伴生有
益元素Fe、V、Ti、稀土稀土Fe、稀土Fe、Cu、V、Ti、PtFe、V、

Ti稀土矿床(点)
实例涿鹿矾山
阳原姚家庄凤城赛马且干布拉克
白云鄂博赤诚小张家口
丰宁红石
隆化官地
桓仁吕家堡承德马营、
罗锅子沟、
大乌苏沟、黑山、
头沟平泉红山
嘴绥中葛家怀安右所堡
丰镇旗杆梁
兴和二道沟1.2变质磷矿分布特点我国变质磷矿主要分布在北方的

早、中前寒武纪（包括太古代和早元古代）的变质岩中,位于我国

的中南地区东北部、华东地区东部及华北、东北地区.我国变质磷

矿层位主要有四个,其所在层位分别为：太古界阜平群、下元古界

下部五台群、下元古界上部滹沱群和下元古界顶部榆树组,其成因

主要有两大类：绿岩带型（太古宙磷矿）和沉积变质型（元古代三

个层位）.绿岩带型（太古宙磷矿）分布于辽宁、河北、山东等地,

代表性的有丰宁招兵沟、建平勿兰乌苏,矿石类型有钛磁铁角闪磷

灰石、铁磁钛斜长角闪磷灰石、角闪黑云斜长磷灰石、钛磁铁磷灰

石.沉积变质型磷矿分三个层位：早元古代早期的东北和朝鲜地区

；早元古代晚期的海州式磷矿；早元古代末期的辽宁河北等地矿点

.变质磷矿约占全国磷矿总储量的3%.2内生磷矿和变质磷矿矿石性

质2.1内生磷矿矿石性质以典型的河北矾山磷矿为例,矿石的自然类

型分五种：磁铁磷灰石岩型、磷灰石岩型、黑云母磷灰石岩型、黑

云母辉石岩型、正长黑云母辉石岩型.矿石结构：有自形、半自形

、海绵陨铁结构,镶嵌结构,填隙结构,交代残余结构、包含结构等.

磷灰石的自形柱状晶体,磷灰石、磁铁矿、次透辉石的半自形结构

外貌,以及没有完整晶面的正长石、磁铁矿等在各个矿体中均普遍

存在,没有特定的分布规律.海绵陨铁结构、镶嵌结构,主要见于磁

铁磷灰石岩和磷灰石岩中.交代残余结构多见于Ⅲ号矿体下部的间

杂状构造矿石中.包含结构分布比较普遍.填隙结构在具片理化构造

的矿石中比较常见.矿石构造：以块状、浸染状、片状、间杂状、

条带状构造为主.块状构造：富矿石或比较富矿石有此种构造,如磁

铁磷灰石岩矿石和磷灰石岩矿石,两者的有用矿物磷灰石或磷灰石

加磁铁矿含量均达70%以上.分布于Ⅱ号矿体和Ⅲ号矿体的上部.浸

染状构造：分稠密浸染状和稀疏浸染状构造.稠密浸染状矿石的磷

灰石含量较高,一般达20%～30%,分布于Ⅱ号矿体的下部.稀疏浸染

状矿石的磷灰石含量一般8%～15%,Ⅰ号和Ⅲ号矿体的大部分矿石皆

属此种构造.第2期魏祥松:我国内生和变质磷矿分布特点及选矿技

术
武汉工程大学学报第33卷
片状构造：磷灰石沿岩石的片理方向展布.分布于Ⅰ号矿体、Ⅱ号

矿体下部和Ⅲ号矿体的上部.间杂状构造：粗大正长石沿粗大的辉

石之间的空隙充填,其形各异.磷灰石等矿物的粒度亦大,晶形较好,

但分布不均匀.Ⅲ号矿体的下部矿石多属此种构造.条带状构造：在

片状构造中,磷灰石呈贫富带状相间排列.分布于Ⅱ号矿体的中下部

.矿石中有用、有害元素和伴生矿产：矿石中有用组份为磷、铁,少

量钒、钛.磷主要含在晶质磷灰石中,铁主要含在磁铁矿、褐铁矿、

赤铁矿及铁硅酸盐矿物中,TFe品位一般为5%～15%.前三种矿物中的

铁占74.38%,硅酸铁中的铁占25.62%.钒、钛主要含在磁铁矿

中,V2O5品位一般为0.075%,TiO2一般品位2%左右.F 1.98%,稀土总

量0.278%,S 0.3%～0.6%,Cu 0.03%～0.07%,Co 0.116%,K2O＞

9.0%,Na2O 0.19%～0.27%,CaO 2.19%.矿石成分主要为氟磷灰石、

磁铁矿.脉石矿物主要有次透辉石、黑云母、正长石等.氟磷灰石在

黑云母辉石岩中为无色透明的自形柱状晶体,在高品位矿石中为粒

状集合体粒度0.05～1.5 mm左右.磁铁矿除在磁铁磷灰石中呈粒状

集合体外,一般均呈浸染状分布,含钛含钒,属矾钛磁铁矿类型.各矿

层矿石化学成分如表2所示.2.2变质磷矿矿石性质以典型的江苏锦

屏磷矿为例,锦屏磷矿属前震旦纪海相沉积变质磷灰岩,含磷矿层具

有工业价值的有西山、东山和陶湾等矿区.矿石按自然类型分有细

粒磷块岩、锰磷矿层和云母磷块岩三种.各类型矿石多元素分析如

表3所示.表2矿石主要化学成分表
Table 2Chemical composition of phosphate ore from

Fanshan%
矿样P2O5TFeVTiO2NiCoCuMnBaCrGa富矿

16.018.00.0342.470.0070.0080.0410.170.0026混合矿

8.7314.20.0381.950.00530.00730.0530.0550.1710.0520.0013

矿样PbSiO2Al2O3CaOMgOSPt/g·t-1Pa/g·t-1Au/g·t-1Ag/g·

t-1F富矿15.473.028.934.760.36＜0.050.80.78混合矿

0.004729.606.0523.537.050.55＜0.05＜0.050.131.640.41表3

各类型矿石多元素分析
Table 3Typical chemical composition of phosphate ore

from Jinping%
矿区矿区类型元素 P2O5MgOCaOCO2Fe2O3Al2O3酸不溶F东山细粒磷

块岩10.719.7532.4222.241.150.8218.870.96细粒磷块岩

12.059.2333.373.272.5710.72西山锰山矿层

24.642.6635.9210.691.353.3021.44云母磷块岩

14.048.0129.4116.823.592.7721.292.2.1各类型矿石的矿物组

成细粒磷块岩：呈白、灰、红、褐、黄等色,粒甚喜,质疏密不等,

东山矿质密,西山矿质松,组成矿物以磷灰石、白云石和方解石为主

,石英、白云母次之,局部见有黑云母、石榴石、黄铁矿、褐铁矿等

；东山矿尚含绿泥石及软锰矿等.锰磷矿层：呈清晰之黑白条带,黑

着为锰,质松多孔.矿物以磷灰石、软锰矿为主,白云母、磁铁矿、

硬锰矿、白云石、石英、正长石、绢云母、高岭土次之.云母磷块

岩：呈青色,风化后为黄褐色,质坚硬,片理发育.组成矿物以磷灰石

、白云母、石英、褐铁矿为主,赤铁矿次之.
2.2.2有用矿物嵌布粒度各类型矿石中,磷灰石浸染粒度大小不等,

一般在0.2~0.04 mm之间.原矿一般含水率6%左右.矿石密度

2.8t/m3, 松散密度1.6 t/m3.
2.2.3原矿多元素分析原矿多元素分析如表4所示.表4原矿多元素分

析
Table 4Chemical composition of phosphate ore from

Jinping%
分析项P2O5MgOCaOCO2Fe2O3Al2O3酸不溶MnO烧失质量分数

9.4510.2628.0723.011.942.6921.101.462.3太古宙磷矿矿石性

质以典型的丰宁招兵沟磷矿为例,河北丰宁招兵沟磷矿矿石类型较

为简单,主要为钛磁铁磷灰石矿石,矿石结构为细粒—中粒变晶结构

和细粒～中粒花岗变晶结构,矿石稳定性较好.矿石矿物组成：主要

矿石矿物为磁铁矿、钛铁矿、磷灰石等.脉石矿物主要有辉石、角

闪石、黑云母、斜长石等.磁铁矿：呈不规则粒状和钛铁矿一起呈

浸染状分布,有些磁铁矿边缘被赤铁矿交代.其粒度一般0.3~0.8

mm,集合体达3 mm以上.钛铁矿：呈不规则粒状和磁铁矿一起呈团块

状或浸染状产出.钛铁矿晶体中均包有细小的赤铁矿不混溶连晶,赤

铁矿在其颗粒内呈定向平行排列.个别的钛铁矿中包有细小的黄铜

矿颗粒.钛铁矿单晶粒度为0.3～0.8 mm,集合体>4 mm.磷灰石：白

色柱状晶体,棱角不同程度被熔蚀.其长轴与片麻理方向一致,与角

闪石、黑云母、斜长石、辉石、钛铁矿等密切共生.少数磷灰石单

晶被包于角闪石、黑云母、斜长石、钛磁铁矿颗粒之中.磷灰石粒

度较均匀,一般0.2～0.8 mm,最大的3 mm.被其它矿物包裹的磷灰

石粒度为0.1～0.6 mm.矿石结构:主要为中粒半自形粒状结构、花

岗变晶结构,其次有片柱状变晶结构、陨铁结构、平行连晶结构、

固溶体结构.矿石构造：主要由块状构造、片麻状、条带状、网状

构造.矿石中含TFe最高35.33％,平均19.16％；含P2O5最高10.19

％,平均品位5.06％,含TiO2最高10.50％,平均品位6.61％；铁与

钛及磷的含量一般成正比关系.矿石中主要有用组份是TFe、TiO2和

P2O5,有害组分是SiO2、S、F.矿石自然类型：斑杂状钛磁铁矿石

、斑杂状磁铁矿矿石、块状钛磁铁矿石、块状磁铁矿矿石、片麻状

磁铁磷灰石矿石和片麻状钛磁铁磷灰石矿石.矿石工业类型：分为

钛磁铁磷灰石矿石、磁铁矿矿石、钛磁铁矿矿石和磁铁磷灰石矿石

.原矿多项分析结果如表5所示.表5原矿多项分析结果
Table 5Chemical composition of phosphate ore from

Zhaobinggou%
项目P2O5Fe2O3MgOCaOAl2O3SiO2TiO2K2ONa2O质量分数

3.6319.015.8010.0111.5037.804.050.902.003内生和变质磷矿

选矿技术与方法3.1内生磷矿主要选矿技术与方法由于变质磷矿类

中的绿岩带型（太古宙磷矿）与内生磷矿在产地、矿石性质、多金

素含量等基本相同,因此在选矿领域其选别方法与综合利用归于同

一类.我国北方内生磷矿聚集的河北、辽宁、吉林、内蒙、山东、

新疆拥有大量的低品位磷铁矿床,其大部分磷铁矿属磁铁矿—磷灰

石型矿石.北方磷矿含磷低,选矿比大,虽易选,但由于选矿成本高,

往往过不了经济关.根据该类型磷矿的矿石性质、结晶构造、可利

用元素等因素,磷矿的选矿富集手段为正浮选.
3.1.1选矿工艺流程根据各矿不同的矿石性质,矿山形成的历史,分

别采用以下各种不同的选矿工艺流程［1］.先磁（铁）后浮（磷）

再磁、重或浮（钛）工艺：这种选别工艺在大多数选厂采用.由于

矿山先期开发时以选铁为主,入选品位较高（TFe一般在15%~18%）

,随着综合利用认识的深入和入选矿中铁品位的降低,逐步增加和完

善选磷、钛工艺.先浮（磷）后磁（铁）再磁、重或浮（钛）工艺

：以河北的矾山磷矿、丰宁招兵沟矿、辽宁建平磷矿等为主要代表

.一般通过了详细的技术论证.为保证在浮选时采用高浓度选别

（40%左右）,并以此获得较高的选别指标,先浮选磷是合理的,也有

利于降低浮选药剂用量.阶段磨选：内生磷矿一般结晶较为完整、

颗粒大,采用阶段磨选能有效地降低入磨矿量,避免过磨现象的产生

.以典型的丰宁招兵沟矿老选厂（年处理能力为30万吨原矿）为例,

采用先磁（铁）后浮（磷）再磁、重（钛）工艺,第一段选铁磨矿

要求达到的磨细度为-0.074 mm 30%左右；对选铁尾矿浓缩后再磨

,达到磨细度为-0.074 mm 45%左右选磷,并以此来保证浮选浓度；

对选磷尾矿溜槽抛尾后再磨,达到的磨细度为-0.074 mm 50%左右

重、磁选钛；；对选钛部分尾矿浓缩后再磨,达到的磨细度为-

0.074 mm 60%左右选硫钴.
3.1.2浮选条件矿浆调整：采用碳酸钠作为矿浆pH的调整剂,一般用

量为2~4 kg/t原矿,部分选厂采用再磨再选工艺,入浮时的磨矿细度

达到-0.074 mm 50%或以上,采用了无碱工艺,在丰宁招兵沟矿老选

厂,不再磨时必须加碱,再磨后则不必加碱.其新选厂也采用了细磨

技术,不必加碱.浮选浓度：高浓度选别（40%左右）时可以获得好

的选别指标,一般选厂都在采用,且有效地降低了药剂的用量.浮选

温度：均已经实现了常温浮选.在常规药剂用量的条件下,浮选矿浆

温度15 ℃及以上,可获得稳定的选矿指标.在低于15 ℃时,需要对

浮选捕收剂的配方进行调整,当矿浆温度低于7 ℃时,选矿指标显著

恶化.浮选捕收剂：一般采用混合型捕收剂,借助各种捕收剂的优缺

点进行优化.如常规的氧化石蜡皂捕收能力强,对粗磨条件下选别结

晶好的磷灰石广泛使用,但选择性较差；AW浮选捕收剂为油脂化工

下脚料加工而成,其对磷灰石的选择性好,但捕收能力不够,易损失

大颗粒磷灰石；多种表面活性剂借助其增溶、乳化等功效,对降低

浮选温度、降低捕收剂用量等起到了关键的作用,部分选厂使用的

某表面活性剂,具有极佳的生物降解性,还可明显地降低尾矿水中的

COD含量,使其达到小于磁选尾矿水COD含量的指标.
3.1.3选矿指标及成本技术力量和管理较好的选磷选厂,常温下一般

可以获得当原矿品位为P2O5 2.5%～6%左右时,磷精矿品位 P2O5

32%～37%,磷精矿回收率85%～90%,有的甚至高达95%以上,如河北

的矾山磷矿、丰宁招兵沟矿、辽宁建平磷矿等.但很多选厂磷精矿

回收率仅为60%左右,与其所选用的磨矿工艺、药剂配方、浮选浓度

等不合理有关.根据从选铁尾矿中采用浮选工艺回收磷资源的特点,

选矿过程中消耗大量能源动力的原矿开采和破碎磨矿等消耗,已计

在选铁过程中.以北方常规资源中原矿含P2O5 3%～6%左右统计计算

,磷精矿品位 P2O5 32%～37%时的吨精矿成本一般为200～250元,

其技术经济是合理可行的.3.2选矿实例
3.2.1矾山磷矿选矿厂矾山磷矿位于河北涿鹿县东南方向30 km处,

行政区划属张家口市涿鹿县矾山镇管辖.其选矿工艺流程如图1所示

.破碎筛分流程：采矿提供的最大粒度为650 mm,硬度系数f=6～8,

矿石含泥<4%,水分6%～8%,根据矿石性质和选矿厂规模,采用“三段

一闭路”破碎流程,粗碎和中碎前不设预先筛分,破碎最终粒度为12

mm,总破碎比为54.2.磨矿分级流程：根据小型实验推荐的磨矿细度

-0.074 mm占45%,磨矿采用一段闭路磨矿流程.分级设备为螺旋分

级机.选别流程：根据小型试验推荐的混合矿样试验流程,先浮选磷

,再用磁选回收铁的浮—磁联合流程.磷选别采用一粗一扫两精的选

别流程,铁选别采用粗选精矿再磨工艺,磁选采用三段磁选.主要选

别指标：原矿处理量120万t/a,年产磷精矿42.75万吨,精矿含P2O5

品位34%,P2O5回收率91%.年产铁精矿12.79万吨,铁精矿TFe品位

64%,TFe回收率54%.
3.2.2丰宁三赢公司铁磷选矿厂河北省丰宁县三赢公司招兵沟铁磷

矿位于河北省承德市丰宁县胡麻营乡.低品位磷的回收.其选磷部分

的生产工艺流程为,磁选尾矿经一段旋流器分级,底流进入磨矿机、

溢流进入二段旋流器脱水,一段开路磨矿；磨矿机排矿与二段旋流

器底流混合后进入两个串连的搅拌桶调浆；浮选工艺流程为一次粗

选一次扫选三次精选,中矿顺序返回.工艺流程如图2所示,生产考查

数质量流程参见文献［2］.
3.3黄麦岭磷化工有限责任公司选矿厂黄麦岭磷化工有限责任公司

黄麦岭选矿厂位于湖北省孝感市大悟县境内.图1矾山磷矿选矿工艺

流程图
Fig.1The beneficiation flowchart of Fanshan phosphate

mine黄麦岭矿石（d≤1 000 mm）经汽车运送至选矿厂原矿仓,选

矿破碎采用三段一闭路破碎,在中、细碎前加预先检查控制筛分以

降低中、细碎负荷率,破碎后最终产品粒度15～0 mm；破碎后产品

经一段闭路磨矿分级,细度-0.074 mm占66%～70%,然后进行一粗一

精一扫闭路加温正浮选选磷,磷尾矿经水力旋流器脱水分级,水力旋

流器溢流泵入15 m高效浓密机,15 m高效浓密机溢流作为回水加在

磨矿排矿端,以节约药剂和水量消耗；磷尾矿旋流器底流沉砂与15

m高效浓密机底流排矿一起再加药调整后进行硫铁矿浮选,选硫采用

一粗一精闭路正浮选；磷精矿经 50 m浓密机浓缩到60±5%的浓度

后泵送磷铵厂生产磷酸,硫精矿经脱水后汽车转运至硫酸厂生产硫

酸,浮选尾矿经二级尾矿泵站输送至尾矿库湿排（见表6）.生产考

查数质量流程如图3所示.图2招兵沟工业生产工艺流程图
Fig.2The beneficiation flowchart of Zhaobinggou

phosphate mine 表6选矿生产主要工艺条件表
Table 6The beneficiation parameters of Huangmailing

phosphate mine
工艺部分序号工艺条件参数用量/kg·t-1作用备注正浮选优
先加温选磷1质量分数38%2细度（-0.074 mm）66%～70%3温度38℃

硫酸废热加温4M1.0氧化镁抑制剂自制5碳酸钠矿浆pH=9.55.2调整

剂不用回水6.30 kg/t6水玻璃0.75抑制剂7H9691.1捕收剂自制、

混合药剂、有起泡性回水使用8浓度≦5.0%9流量/m3·h-11202003

年增加回水系统磷尾矿脱水
后正浮选选硫10磷酸废水矿浆pH=6.5～7.0调整剂pH=1.0～3.011

硫酸铜0.50活化剂12乙黄药0.30捕收剂图3黄麦岭工业生产考查数

质量流程图
Fig.3A diagram shown the flotation chart and
parameters of Zhaobinggou phosphate mine4结语我国内生磷

矿主要分布在北方,特点一般为中低品位磁铁矿与低品位磷矿和其

他可利用组分共生.通过合理的综合回收选矿工艺路线,采用常温浮

选在较粗磨矿细度条件下回收低品位磷矿.我国变质磷矿主要分布

在北方的早、中前寒武纪（包括太古代和早元古代）的变质岩中,

其选矿富集工艺为浮选.