高磷铁矿脱磷的选矿法、湿法、冶炼法和直接还原法

高磷铁矿的矿物结构复杂，以鲕状高磷铁矿为主。铁氧化物一般以赤铁矿为主，另外可能还包括菱铁矿、磁铁矿、褐铁矿、针铁矿等。脉石矿物主要包括石英、磷矿物、绿泥石、碳酸盐等。鲕粒核心一般为为赤铁矿或石英。

 高磷铁矿处理工艺

高磷铁矿石是一种世界性的复杂难选铁矿石，矿物嵌布关系复杂，铁磷结合紧密。高磷铁矿石脱磷方式分为选矿法、湿法、冶炼法和直接还原法等。

01 选矿法脱磷

选矿法脱磷是将矿石磨细，使铁矿物与磷矿物充分解离，再进行重选、浮选和磁选脱磷的方法，包括反浮选、选择性絮凝反浮选以及磁选—反浮选等联合工艺。

其中通过常规选矿脱磷难以实现高效脱磷，脱磷后磷含量一般在0.2%以上，铁回收率50%～70%。脱磷率高一般表现为捕收剂对磷的捕收效果强，但是在选矿过程中被尾矿带出的铁多，导致铁回收率低。

1 重选法

重选法是根据矿物密度系数之差进行分选的方法，合理利用重选可以提铁降硅、降低磨矿成本和防止过磨。朱江采用重选法进行试验，脱磷后磷含量0.981%,且铁回收率较低。

2 浮选法

浮选法根据分选的有价组分不同分为正浮选与反浮选。正浮选用阴离子捕收剂正浮铁矿物，而反浮选用阳离子捕收剂反浮脉石。高磷铁矿脱磷的浮选工艺包括反浮选、选择性聚团—反浮选、选择性絮凝—脱泥—反浮选和磁选—反浮选等。

3 磁选法

磁选法是通过铁矿石中各相磁导率的差异而达到分离铁磷的方式，磁选法简单且成本较低，是脱磷的一个重要方法。但高磷鲕状赤铁矿中赤铁矿与磷灰石的磁导率差别较小，所以需要足够细磨，会大大增加磨矿成本，且单一的磁选法脱磷效果低。

02 湿法脱磷

湿法脱磷是指利用酸碱试剂或微生物选择溶解矿物分离铁磷的方法，主要包括了化学浸出法和微生物浸出法。酸浸是高磷铁矿脱磷最有效的方法之一，但脱磷的效果与含磷酸盐的溶解度有关，溶解度越高则脱磷效果越显著。微生物浸出的方法作用温和，脱磷率最高可达80%以上，但是浸出速率慢，高脱磷率往往需要较长的浸出周期。

1 化学浸出法

根据磷较氧化铁更易与酸作用的化学性质，化学浸出法采用硫酸、硝酸、盐酸将含磷矿物溶解，实现脱磷。酸浸法是一种非常有效的脱磷方法，流程简单，不需细磨就能溶解、脱除脉石中大部分的含磷酸盐，适用于处理磷含量高、含磷矿酸盐溶解度高的高磷铁矿。但酸浸法容易将矿石中的可溶性铁矿物溶解，导致铁回收率低、耗酸量大，并且大规模使用硫酸浸出会污染环境。

2 微生物浸出法

微生物湿法脱磷是指利用微生物代谢产酸使磷矿物溶解，同时代谢酸还会和Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等离子耦合形成络合物来促进磷矿物的溶解。微生物浸出脱磷采用硫杆菌浸矿，将矿石中的硫化物转化为硫酸从而与磷灰石反应脱磷。脱磷溶液可以回收，具有成本低，无环境污染的优点。但在实际生产中所需的细菌需要采集、分离、培养等程序，生产周期长。

03  冶炼法脱磷

冶炼法的原理是炼钢铁水中磷和碱性渣反应形成含磷渣，实现脱磷。冶炼法脱磷分为高炉出铁场脱磷、铁水预处理脱磷和转炉脱磷，但由于高炉冶炼对原料磷含量限制较严格(磷含量<0.15%),不能直接利用磷含量较高的高磷铁矿，存在成本高的劣势，而直接还原工艺对原料磷含量要求相对较低。

04  直接还原法脱磷

直接还原法脱磷是使用气体或固体还原剂，把矿石中的铁氧化物选择性地还原成金属铁，而磷酸盐不被还原进入铁相，通过磁选或熔分等工艺脱磷的方法。直接还原法分为气基直接还原法和煤基直接还原法。它符合钢铁行业追求绿色环保高效的特点，在处理复杂铁矿石上有着巨大潜力。采用直接还原法联合磁选或熔分的方法，脱磷后磷含量可降至0.1%左右，铁回收率较高，一般在80%以上。

高磷铁矿具有结构复杂、矿物粒度细、铁磷结合紧密的特点。通过选矿方式易于去除存在于脉石中的磷，当磷存在于铁相中时，采用磁选、反浮选等常规选矿工艺难以实现富铁相与磷矿物完全分离。实现高磷铁矿超细磨是矿物分选的前提，但铁矿物颗粒过于粉碎也会恶化选别指标，且会增加后续作业难度，所以选别高磷铁矿石要针对性选择相关设备、药剂、流程等，以实现最优的回收率。

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