磷礦選礦中鐵如何脫除？有哪些方法？

磷礦石選礦是提升P?O?品位、脫除 Fe/Mg/Al 等雜質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平直接決定磷精礦質(zhì)量，以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)磷肥生產(chǎn)、高端氟化工及新能源材料等領(lǐng)域?qū)Ω呒兌攘踪Y源的剛性市場需求。而鐵作為常見的伴生元素存在，嚴重影響了磷精礦品質(zhì)與后續(xù)加工效能。本文則系統(tǒng)圍繞磷礦中鐵元素的賦存形態(tài)、選礦難點及針對性除鐵方法幾方面進行介紹。

一、磷礦石鐵元素的賦存狀態(tài)與選礦難點

磷礦石主要由磷灰石族礦物構(gòu)成，常見晶型包括氟磷灰石和碳氟磷灰石，多呈現(xiàn)“貧、細、雜”特征，其中伴生鐵礦物類型復(fù)雜，主要存在形式如下：

氧化鐵礦物：赤鐵礦、褐鐵礦等，占比約40-60%，多以微細粒包裹體存在于磷礦物中；

硫化鐵礦物：黃鐵礦、磁黃鐵礦，常呈自形-半自形晶粒嵌布，部分與磷灰石呈連生體；

硅酸鐵礦物：綠泥石、黑云母等層狀硅酸鹽，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定難處理；

碳酸鐵礦物：菱鐵礦，化學(xué)活性高但常與磷灰石呈復(fù)雜交生結(jié)構(gòu)。

通常，工業(yè)上對磷精礦的典型要求為：P?O?品位≥30%，Fe?O?≤1.5%，MgO≤1.2%。鐵的存在會明顯降低P?O?的品位，降低后續(xù)加工效能，每增加1%Fe?O?，P?O?品位下降約0.8-1.2%。

鐵雜質(zhì)較多，會增加后續(xù)選別難度及選礦成本。而我國磷礦以沉積型膠磷礦為主，鐵礦物與磷灰石嵌布粒度很細（多數(shù)<0.02mm），呈鮞狀、豆狀或膠結(jié)物形式共生。且同一磷礦中常并存多種鐵礦物，其物理化學(xué)性質(zhì)差異非常大，這些都是影響磷礦品位的關(guān)鍵因素。

二、磷礦石選礦除鐵方法

針對磷礦選礦除鐵的方法主要有重選、浮選、磁選、酸浸及還原焙燒-磁選法幾種。

1、磷礦重選除鐵

重選法主要是利用磷與鐵之間存在的密度差異實現(xiàn)分離的，通常，赤鐵礦密度5.2g/cm3，磷灰石的密度是3.1-3.2g/cm3，主要適于粗粒嵌補（>0.074mm）的鐵礦脫除?？捎脫u床重選或溜槽重選。

2、磷礦浮選除鐵

針對磷礦含鐵性質(zhì)的不同，常采用反浮選脫鐵和選擇性絮凝浮選脫除赤鐵礦。其中，反浮選脫鐵是在弱酸性介質(zhì)（pH=5-6）中，優(yōu)先浮選赤鐵礦，赤鐵礦在弱酸條件下，表面帶正電荷，用陰離子捕收劑（如十二烷基苯磺酸鈉、油酸鈉等）選擇性吸附赤鐵。而選擇性絮凝浮選是利用聚丙烯酰胺選擇性團聚微細粒赤鐵礦（粒徑<0.01mm），再通過浮選分離，獲得磷精礦。

3、磷礦磁選除鐵

根據(jù)鐵礦物的磁場強度，可分為強磁選和弱磁性兩種方法。其中，強磁選磁場強度為1.5-2.5T，采用不銹鋼毛介質(zhì)捕獲弱磁性赤鐵礦；弱磁選磁場強度為0.1-0.3T，通過比磁化系數(shù)對磁黃鐵礦進行脫除。

4、磷礦酸浸法除鐵

磷礦除鐵常用的酸浸法主要是硫酸法和鹽酸法兩種。前者藥劑濃度控制在15-25%，溫度60-80℃，對菱鐵、褐鐵進行溶解。后者利用鹽酸試劑控制濃度為10-20%，在常溫下對赤鐵礦進行溶解，但該方法易于揮發(fā)產(chǎn)生HCl氣體，需密閉反應(yīng)器。

5、磷礦原焙燒-磁選除鐵

磷礦原焙燒-磁選除鐵方法是在在550-700℃下，利用煤粉將赤鐵礦還原為磁性Fe?O?，焙燒后礦石經(jīng)弱磁選（磁場強度0.2T）脫鐵。

三、不同鐵礦物類型的工藝適配

上述則是磷礦含鐵礦石性質(zhì)特點及磷礦除鐵的幾種方法的介紹，在實際選礦廠中，磷礦如何選礦除鐵，需根據(jù)磷礦石性質(zhì)及鐵礦石性質(zhì)進行綜合考量，以確保鐵的去除率和磷的回收率。因此，需對礦石進行選礦實驗分析，通過分析科學(xué)合理的設(shè)計適宜的磷礦選礦方法，以實現(xiàn)有效除鐵。