磷矿选矿中铁如何脱除？有哪些方法？

磷矿石选矿是提升P₂O₅品位、脱除 Fe/Mg/Al 等杂质的关键环节，其技术水平直接决定磷精矿质量，以满足现代农业磷肥生产、高端氟化工及新能源材料等领域对高纯度磷资源的刚性市场需求。而铁作为常见的伴生元素存在，严重影响了磷精矿品质与后续加工效能。本文则系统围绕磷矿中铁元素的赋存形态、选矿难点及针对性除铁方法几方面进行介绍。

一、磷矿石铁元素的赋存状态与选矿难点

磷矿石主要由磷灰石族矿物构成，常见晶型包括氟磷灰石和碳氟磷灰石，多呈现“贫、细、杂”特征，其中伴生铁矿物类型复杂，主要存在形式如下：

氧化铁矿物：赤铁矿、褐铁矿等，占比约40-60%，多以微细粒包裹体存在于磷矿物中；

硫化铁矿物：黄铁矿、磁黄铁矿，常呈自形-半自形晶粒嵌布，部分与磷灰石呈连生体；

硅酸铁矿物：绿泥石、黑云母等层状硅酸盐，结构稳定难处理；

碳酸铁矿物：菱铁矿，化学活性高但常与磷灰石呈复杂交生结构。

通常，工业上对磷精矿的典型要求为：P₂O₅品位≥30%，Fe₂O₃≤1.5%，MgO≤1.2%。铁的存在会明显降低P₂O₅的品位，降低后续加工效能，每增加1%Fe₂O₃，P₂O₅品位下降约0.8-1.2%。

铁杂质较多，会增加后续选别难度及选矿成本。而我国磷矿以沉积型胶磷矿为主，铁矿物与磷灰石嵌布粒度很细（多数<0.02mm），呈鲕状、豆状或胶结物形式共生。且同一磷矿中常并存多种铁矿物，其物理化学性质差异非常大，这些都是影响磷矿品位的关键因素。

二、磷矿石选矿除铁方法

针对磷矿选矿除铁的方法主要有重选、浮选、磁选、酸浸及还原焙烧-磁选法几种。

1、磷矿重选除铁

重选法主要是利用磷与铁之间存在的密度差异实现分离的，通常，赤铁矿密度5.2g/cm³，磷灰石的密度是3.1-3.2g/cm³，主要适于粗粒嵌补（>0.074mm）的铁矿脱除。可用摇床重选或溜槽重选。

2、磷矿浮选除铁

针对磷矿含铁性质的不同，常采用反浮选脱铁和选择性絮凝浮选脱除赤铁矿。其中，反浮选脱铁是在弱酸性介质（pH=5-6）中，优先浮选赤铁矿，赤铁矿在弱酸条件下，表面带正电荷，用阴离子捕收剂（如十二烷基苯磺酸钠、油酸钠等）选择性吸附赤铁。而选择性絮凝浮选是利用聚丙烯酰胺选择性团聚微细粒赤铁矿（粒径<0.01mm），再通过浮选分离，获得磷精矿。

3、磷矿磁选除铁

根据铁矿物的磁场强度，可分为强磁选和弱磁性两种方法。其中，强磁选磁场强度为1.5-2.5T，采用不锈钢毛介质捕获弱磁性赤铁矿；弱磁选磁场强度为0.1-0.3T，通过比磁化系数对磁黄铁矿进行脱除。

4、磷矿酸浸法除铁

磷矿除铁常用的酸浸法主要是硫酸法和盐酸法两种。前者药剂浓度控制在15-25%，温度60-80℃，对菱铁、褐铁进行溶解。后者利用盐酸试剂控制浓度为10-20%，在常温下对赤铁矿进行溶解，但该方法易于挥发产生HCl气体，需密闭反应器。

5、磷矿原焙烧-磁选除铁

磷矿原焙烧-磁选除铁方法是在在550-700℃下，利用煤粉将赤铁矿还原为磁性Fe₃O₄，焙烧后矿石经弱磁选（磁场强度0.2T）脱铁。

三、不同铁矿物类型的工艺适配

上述则是磷矿含铁矿石性质特点及磷矿除铁的几种方法的介绍，在实际选矿厂中，磷矿如何选矿除铁，需根据磷矿石性质及铁矿石性质进行综合考量，以确保铁的去除率和磷的回收率。因此，需对矿石进行选矿实验分析，通过分析科学合理的设计适宜的磷矿选矿方法，以实现有效除铁。