貴州織金含稀土磷塊巖物質組成及風化過程中磷(P2O5)和稀土富集性狀研究.pdf

1、貴州省織金地區(qū)具有豐富的磷塊巖資源，礦石質量優(yōu)良，埋藏淺，開采條件較好，是貴州省的一大資源優(yōu)勢?？椊鸷⊥亮椎V床,是我國西部地區(qū)稀土資源蘊藏量較大的磷礦床,稀土儲量達上百萬噸。該磷礦是個超大型磷及稀土綜合礦，已探明磷礦儲量13.24億噸，占貴州省磷礦儲量一半，稀土氧化物儲量144.6萬噸，其中重稀土釔占31.62％。磷礦石中含磷和稀土的主要礦物為膠磷礦，主要成分為氟磷灰石，脈石礦物有白云石、方解石、石英、粘土礦物和黃鐵礦等。由于礦床屬于

2、難選的沉積型中低品位含稀土磷礦床，至今還沒有找到一條既能充分利用P2O5又能回收稀土元素的理想工藝。為此，本文對該礦床進行了礦石的物質組成、磷塊巖中的P2O5及稀土浸出富集工藝的研究。力圖為該類型礦床 P2O5及稀土資源綜合利用提供有價值的研究資料。
　　論文以織金含稀土白云質磷塊巖為實驗研究對象，通過對其運用了化學全分析、掃描電鏡分析及X射線衍射分析等現(xiàn)代測試分析手段，分析了該礦的礦物組成、化學成分理化特性等。利用電感耦合等離子

3、質譜分析（ICP-MS）、X衍射分析結合掃描電鏡分析，進行了該類型磷塊巖的稀土元素、微量元素及其粘土礦物的礦物學研究，查明了稀土元素及微量元素變化特征。得到該磷塊巖主要粘土礦物由伊利石、蒙脫石、伊-蒙混層礦物、高嶺石及少量綠泥石組成。
　　本次工作采用微量元素分析、掃描電鏡及化學分析研究方法,對磷塊巖的物質組成及風化過程中P2O5和稀土元素富集性狀進行研究。通過查明磷塊巖在風化過程中P2O5及稀土元素的富集及機理，然后借鑒化學方法

4、用稀硫酸處理原礦（未風化磷塊巖）的方式來模擬自然條件下風化過程，探索新的P2O5及稀土元素富集方式。在用稀硫酸處理原生磷塊巖的過程中使稀酸溶液與礦粉混合反應后，使礦石中的脈石礦物溶出，達到 P2O5及稀土元素富集的目的。
　　本文采用初步實驗、單因素實驗及正交實驗，分別對該礦進行了稀酸浸取工藝的探索性實驗。結果表明：
　　(1)初步實驗：保持其他條件不變的情況下，考察反應時間及溫度對礦物各組份分解率的影響。通過實驗，初步確定

5、最優(yōu)反應時間為50min及反應溫度為40℃，在此條件下，含稀土磷塊巖中P2O5的品位從26.13％富集到31.04％，富集率為18.79％；稀土元素的品位從0.054％富集到0.133％。
　　(2)單因素實驗：稀硫酸浸P2O5的最佳工藝條件為：溫度為40±3℃，硫酸濃度為2％，液固比為4:1，反應時間50min。在該條件下，含稀土磷塊巖中P2O5的品位從26.13％富集到
　　32.76％，富集率為最高25.37％,稀土元

6、素的品位從0.054％富集到0.155％。說明磷塊巖中的P2O5及稀土元素的含量具有一定的相關性。
　　(3)正交實驗：稀硫酸浸出P2O5的最佳工藝條件為：溫度40±3℃，稀硫酸濃度2％，固比4:1，反應時間為40min。在該條件下，含稀土磷塊巖中P2O5的品位從26.13％富集到31.91％富集率為22.12％；稀土元素的品位從0.054％富集到0.152％。
　　通過實驗，經(jīng)稀硫酸浸出P2O5的浸取工藝流程處理后，磷塊巖

7、中的P2O5及稀土元素的品位都有所增加，P2O5的品位從26.13％富集到31.91％（正交實驗結果）。該品位已接近開陽磷礦的優(yōu)質磷礦石品位（P2O5的平均品位在33％以上），開陽磷礦的優(yōu)質礦石儲量占我國優(yōu)質礦石儲量70％（章維屏，1989）。
　　本論文還對含稀土磷塊巖礦石性質做了如下分析工作；礦石類型及其特征、礦石的物質組成、礦石的結構構造、磷酸鹽礦物工藝粒度及礦石的工藝特征等，取得了可靠的基礎資料。對該礦區(qū)礦石的選礦加工工藝