(一)规范制定的历史沿革

   2022-10-10 02:59:04 网络710
核心提示:我国于20世纪60年代开始制定磷矿勘探规范。1961年9月,地质部全国储委制定颁发了《磷块岩矿产储量分类暂行规范》(草案)。1978年10月,国家地质总局和化学工业部联合颁发了《磷矿地质勘探规范》(试行)。1992年12月14日,全国储委发

(一)规范制定的历史沿革

我国于20世纪60年代开始制定磷矿勘探规范。1961年9月,地质部全国储委制定颁发了《磷块岩矿产储量分类暂行规范》(草案)。1978年10月,国家地质总局和化学工业部联合颁发了《磷矿地质勘探规范》(试行)。

1992年12月14日,全国储委发布实施新的《磷矿地质勘探规范》。该规范是由国家矿产储量管理局于1989年开始进行修订的。

本次修订是在1992年版规范的基础上进行的,形成了新的行业标准DZ/T 0209—2002《磷矿地质勘查规范》。

(二)规范修订前后内容对比

HG/T2673-1995 酸法加工磷矿石这个标准在这里有,你可以到下面的地址中去下载!

标准编号:HG/T 2673-1995

标准名称:酸法加工用磷矿石

标准状态:现行

替代情况:ZB/T D51001-86

实施日期:1996-1-1

磷矿煅烧后品位变化

1.适用范围

原规范是审查验收供矿山建设利用的磷矿勘探地质报告的技术要求。新规范适用于各阶段地质勘查工作,除审查、验收勘查地质报告外,还适用于评审地质勘查设计。同时增加了规范是磷矿矿业权转让、勘查开发筹资、融资、股票上市等活动中评价磷矿资源储量的依据。

2.勘查的目的任务

各阶段勘查工作的目的任务归纳如表7。并根据我国磷矿山建设经验,提出小型磷矿床(资源储量<500万吨)详查阶段探求的控制资源储量,也可作为矿山建设设计的依据。

3.勘查研究程度

增加了预查、普查、详细阶段研究程度的要求。

预查、普查为公益性地质工作,主要由国家投资,是为政府决策和为投资者提供资源信息,为商业性地质工作提供依据。因此改变以往普查重点在矿点评价提交储量的作法,普查工作研究程度有所降低,强调以点带面进行普查区资源潜力评价。详查、勘探商业性地质工作的勘查研究程度原则上应由投资者根据需要确定,但考虑到我国地质勘查市场还在建立之中,为保证勘查工作质量,也是为保护投资者利益,只对部分内容作了修订。修订的主要内容包括:

1)删去了勘探阶段对区域地质研究的要求。

表7 各阶段勘查工作的目的任务

2)对矿床成因的研究不作要求。

3)矿床地质研究改为矿体地质研究。

4)磷块岩风化矿是我国重要的低镁富矿资源,本次修编强调了各勘查阶段对风化矿的研究评价,并将原规范放在矿石质量研究中的风化矿研究内容,分别归类于地质研究和矿石质量研究两节中。

5)将矿石选矿加工技术性能试验研究由原规范的矿石质量研究中分出,单列一节。并对勘查各阶段研究程度作出了具体的规定。

6)按照总则的规定,将水文地质研究、工程地质研究、环境地质研究统归为开采技术条件研究。

修订后的磷矿各勘查阶段勘查研究程度对应关系见表8。

4.勘查控制程度

(1)勘查类型和勘查工程间距

矿产地质勘查的地质可靠程度,很大程度上依赖于勘查工程的密度及合理的布置。因此勘查工程间距也成为计划经济体制下制定规范的核心内容,也是本次修订的重要内容。我国磷矿生产矿山较多,积累了丰富的探采对比资料,20世纪60年代以来三次制定和修订的磷矿规范,都是根据探采对比资料来划分勘探类型和不同级别储量的工程间距,我们认为是基本合适的。按照总则规定,本次将磷矿勘探类型由原来四个勘探类型适当合并为三个类型。由于原规范中第Ⅳ类型实际仅有个别矿床,故将其并入第Ⅲ类型,第Ⅰ、第Ⅱ类型不变,但对类型划分条件和第Ⅲ类型工程间距作了相应修改,与原规范的对应关系如表9。

表8 磷矿各勘查阶段勘查研究程度对应关系

表9 原规范与新规范的勘探类型对照表

市场经济条件下工程间距的确定,应根据具体的地质条件和市场需要确定,以最适宜的工作量,取得最大经济效果为目的。考虑到我国磷矿勘查工作的实际状况,本次修订仍给出参考工程间距,作为规范的资料性附录列出,不作为验收矿体控制程度的标准。给出的参考工程间距只列出控制的矿产资源的工程间距。同时提出类比法、地质统计学法、勘查工程验证法三种方法供勘查工作者选择确定合理的勘查工程间距。以适应市场经济的需要。

(2)控制程度

对于勘查深度,原规范规定延深不大的矿床一次勘探完毕,延深大的矿床可根据对口建设的需要确定勘探深度,勘探深度以下用系统工程控制深部远景。新规范修改为:可根据矿山可能建设的规模和服务年限确定或根据投资者要求确定。

新规范对各级储量的控制程度提出了具体要求:

预测的矿产资源:必须有路线踏勘,极少量工程验证,并与地质特征相似的已知矿床类比。

推断矿产资源:地表及深部均应有稀疏工程控制矿体,矿体的连续性是推断的。

控制的矿产资源储量:应按基本控制工程间距系统控制,矿体的连续性基本确定。

探明的矿产资源储量:在详查基础上,经加密工程圈定,矿体的连续性已经确定。

新规范取消了原规范对各项储量分布及其比例的要求。提出详查阶段探求的控制的矿产资源储量规模可根据投资者要求确定。勘探阶段探求的探明的资源储量规模应保证矿山首期建设设计还本付息的要求,或根据投资者要求确定。

5.勘查工作及质量要求

新规范总体上提高了勘查工作质量,明确要求测量、物探、化探、水文地质、工程地质、环境地质、探矿工程、化学分析诸项工作质量均应执行相应标准、规范及规定的要求。增加了原始地质编录、资料综合整理和报告编制的质量要求。为提倡和推广信息技术在勘查工作中的应用,增加了计算机及其他新技术的应用内容,鼓励使用地质勘查计算机技术和信息系统进行矿产地质勘查工作。

对于钻探工程,强调要严格控制钻孔穿矿偏线距,矿心和顶底板岩心采取率不得低于有关规程、规定和勘查设计的要求,岩心的化学样采取要使用锯取的方法。

明确了矿石选矿试验样品的采样工作,实验室各阶段试验由勘查单位负责,半工业试验由投资者负责。

6.可行性评价

删除了原规范中矿床技术经济评价。按总则要求编制了可行性评价一章,突出了可行性评价的内容和要求。结合化工矿山建设实践,对概略研究、预可行性研究、可行性研究的方法内容、要求及投资估算的误差提出了具体的规定。

7.矿产资源储量分类及类型条件

取消了原规范中的储量分类、分级和级别条件的内容。根据《固体矿产资源/储量分类》和总则要求,结合磷矿山建设设计的实际情况,对磷矿资源储量分类的依据、资源储量分类、资源储量类型条件作了具体的要求。

8.矿产资源储量估算

将储量“计算”改为“估算”,修订的主要内容包括:

1)工业指标的确定。预查、普查阶段采用一般工业指标圈定矿体。详查、勘查阶段工业指标应在勘查工作基本结束时,通过多方案试圈比较确定,或结合预可行性和可行性研究,推荐矿体形态完整、资源回收率高、经济效益好的指标方案,按国家有关规定程序确定。

2)资源储量估算的方法。应根据矿体地质特征及勘查工程布置形式合理选用计算方法。提出了剖面法、最近地区法、等高线法、地质统计学法、SD法等资源储量估算方法。

3)矿产资源储量计算参数的要求。参与资源储量估算的各项参数,预查、普查阶段可采用实测和合理的类比参数,详查、勘探阶段必须实测。

4)矿产资源储量分类结果,应根据矿产地质勘查的地质可靠程度、可行性评价得出的不同经济意义,按固体矿产资源储量分类标准进行分类、编码,详细说明分类的依据。

9.附录

1)删去原规范附录F“磷的性质、工业矿物与用途”(参考件)。

2)补充“固体矿产资源/储量分类”(附录A规范性附录)、“磷矿资源/储量规模划分标准”(附录C资料性附录)、“磷矿山建设规模及服务年限参考”(附录D资料性附录)。

3)将原规范附录 B“工业加工对磷矿石质量要求”(参考件)修订为“磷矿加工用矿石的标准”,由参考件改为规范性附录。删去磷矿石的主要加工方法、磷矿石质量对工业加工的影响两部分内容,保留磷矿加工用矿石的标准,将酸法加工用磷矿石的标准、黄磷用磷矿石的标准、钙镁磷肥用磷矿石标准、钙镁肥用硅镁质半自溶性磷矿石的标准,并用新的化工行业标准取代。为加强生态环境保护,限制农田和农作物因施用磷肥而受到的放射性污染,新规范要求用来生产磷肥的磷矿石放射卫生标准按国际 GB8921—88《磷肥放射性镭-226限量卫生标准》执行。

4)将原规范“勘探类型划分依据”(补充件)中矿体的稳定性指标由四项(稳定、较稳定、不稳定、很不稳定)调整为三项(稳定、较稳定、不稳定),并由补充件修订为资料性附录。将勘探工程间距由正文中删除,修订为“勘查类型基本控制工程间距参考”(附录F资料性附录),只列出控制的矿产资源/储量的基本工程间距。

5)附录G“磷矿石工业类型”(资料性附录)采用原规范划分方案。补充提出了磷块岩矿石划分风化型矿石亚类的建议,并提出了风化型矿石判别指标:2P2O5质量分数+A·I≥74%(A·I为酸不溶物质量分数)、CO2质量分数≤5.5%。

6)对附录H“磷矿一般工业指标”(资料性附录)作了修订,磷灰岩(或磷灰石)边界品位由5%改为5%~6%,最低工业品位由9%~11%提高到10%~12%。并说明磷矿一般工业指标是供预查、普查阶段圈定矿体,估算资源量的参考依据。

7)在“磷矿中伴生矿产的综合利用”(附录I资料性附录)中对磷矿中伴生的铁、碘、铀等矿产,提出了综合利用参考指标。

过磷酸钙的国家标准

、磷矿的品位

磷矿的品位是指磷矿中P2O5的含量。我国习惯上以P2O5百分含量表示,而国际上则采用BPL含量表示。BPL是将磷矿的P2O5含量折合成磷酸三钙(Ca3(PO4)2)的含量表示。磷酸三钙中P2O5的理论含量为45.76%,于是当磷矿化中含有0.4576% P2O5时,表示为1%BPL。

其计算方法为:%BPL×0.4576=% P2O5或%BPL=2.1853×=% P2O5

高品位富矿随着大规模开采而日渐减少,目前对磷矿品位的要求是:在磷矿杂质含量符合规定的前提下磷矿品位大于31.11-32.03% P2O5即可利用。我国现有磷矿品位的高低一般分为高品位矿(富矿:P2O5含量在30%以上),中品位矿(P2O5含量在26%-30%之间)和第品位矿(贫矿:P2O5含量低于26%)。

湿法磷酸的生产企业,在生产过程中总是希望提高磷矿的品位,磷矿的品位直接影响该工厂的经济效益。磷矿P2O5越低,生产单位质量P2O5的经济效益愈低,主要表现在反应槽的容积利用系数、过滤机生产强度的降低,设备的动力、消耗的指标的升高,最终导致该工厂的产量降低。如图一中所表示的国外某湿法磷矿厂,当生产能力为每小时投矿150吨,所用磷矿品位与生产磷酸产量的关系,可以看出使用低品位磷矿时,工厂产量明显下降。

在磷酸生产中,磷矿品位又是影响生产工艺条件的重要因素。当生产的磷酸浓度恒定时,磷矿的品位越低,按物料平衡计算允许加入过滤系统的洗涤水量越少,滤渣的洗涤程度就会受到影响,导致P2O5夹在石膏中损失,就必须调整磷酸浓度,造成工艺条控制的波动。 表一 我国主要磷块岩矿物的化学组成

矿名 产地 矿种 化学组成

P2O5 CaO MgO CO2 SiO2 Fe2O3 Al2O3 F

锦屏 江苏 原矿 20.2 43.96 3.87 18.03 7.80 1.35 1.21 1.76

精矿 34.25 52.78 1.90 8.21 0.28 0.30 0.06 /

黄麦岭 湖北 原矿 11.7 21.18 3.98 8.56 37.40 4.11 4.97 0.85

精矿 36.96 47.61 1.92 3.35 3.60 0.34 0.61 /

昆阳 云南 原矿 20.63 33.48 3.73 3.36 24.90 1.16 3.85 1.71

精矿 33.46 47.36 1.53 4.56 6.36 0.58 1.16 /

海口 云南 原矿 22.11 34.57 2.93 6.43 25.56 1.60 2.24 2.02

精矿 32.79 45.72 1.26 3.60 9.38 0.87 0.64 /

开阳 贵州 原矿 30.93 44.76 2.45 5.30 8.43 1.32 1.07 3.01

瓮福 大塘 贵州 原矿 22.02 42.13 8.82 17.16 4.44 0.50 0.57 2.94

精矿 37.45 53.32 1.58 0.89 2.71 0.43 0.40 3.54

王家集 湖北 原矿 15.02 27.67 4.77 11.04 33.25 3.21 3.21 1.57

精矿 31.32 43.80 2.41 4.50 12.29 0.76 0.58 /

何家岩 山西 原矿 20.61 42.77 6.41 20.49 2.04 0.65 0.98 1.85

精矿 31.48 48.80 1.76 9.49 1.06 0.40 0.73 2.83

石门 湖南 原矿 15.04 33.61 9.15 20.71 16.24 0.60 0.90 1.34

精矿 31.70 47.35 1.92 8.65 8.89 0.53 0.40 /

清平 四川 原矿 25.92 34.50 1.67 3.82 6.15 6.24 4.37 1.96

精矿 33.83 45.16 0.59 1.86 4.00 2.38 3.14 /

宜昌 湖北 原矿 19.25 19.25 39.96 10.85 22.83 3.54 1.63 0.56

精矿 30.87 30.87 45.56 4.02 8.06 4.82 1.26 /

金河 四川 原矿 26.45 40.16 2.58 6.89 8.25 2.23 3.52 2.42

二、磷矿中有害杂质含量综上所述,“低品位”磷矿使用的有效途径是进行选矿富集,虽然从60年代初期开始着手选矿工艺与药剂制备的研究,并且制定多种选矿工艺流程,完成荆襄、王集、宜昌、石门一批磷矿的选矿研究,但目前提供富矿和精选矿的数量还远远不能满足我国磷化工业的需求。现在矿山部门正从易选的昆阳磷矿着手,建立大型采选基地,昆阳磷矿经简单的擦洗脱泥可获得优质商品磷矿。此外,荆襄、王集、矾山、瓮福等矿山也已建成大型采选基地。富集的方法很多,包括药剂浮选、擦洗分级、重介质选矿、光电选矿及煅烧消化等,研究和开发富矿方法,或直接开发的用中低品位磷矿生产高效复合肥料及各种工业磷酸盐都将具有重要的现实意义。

磷矿中含有许多种杂质,如铁、铝、镁、锰等金属离子,有的还含有放射性元素铀、钍极少量稀土金属镧、镱的化合物,在酸根离子中则有碳酸盐、硅酸盐(或SiO2)、氟根(有时氟全部或部分为氯或酸根所取代)和硫酸盐及有机物等。这些杂质,在湿法磷酸及磷酸盐工业中,一般均会增加酸的消耗、降低产品质量和增加产品成本,还使生产装置生产能力下降,设备材料的腐蚀或磨蚀加剧,降低设备开车率。在湿法磷酸的生产中如果有害杂质多,还会使磷矿的反应过程及硫酸钙的结晶过程不能正常进行,甚至有可能根本生产不出磷酸。即使生产出磷酸也由于杂质过多而无法浓缩或加工利用。

磷矿中杂质虽然很多,但影响较大的通常是铁、铝、镁三种,其次是碳酸盐、有机物、分散性泥质、氯等。

1、磷矿中的CaO含量(指CaO/ P2O5)

磷矿中的CaO含量是决定湿法磷酸工业生产中硫酸消耗量的关键。CaO/ P2O5比值决定了生产单位质量P2O5所消耗硫酸量。在磷矿P2O5含量一定的情况下,CaO含量愈高,硫酸消耗量愈大(一份CaO要消耗1.75份硫酸)。同时,CaO含量升高,石膏值增大,过滤负荷相应增大,单位面积过滤设备的P2O5生产能力下降。因此,要求CaO/ P2O5接近纯氟磷灰石Ca5F(PO4)3中的CaO/ P2O5的理论比值,其质量比为1.31摩尔比为3.33,不宜超过太多,因此超过此值,需要消耗额外的硫酸,增加额外的生产成本,因此是一个十分重要的技术经济问题。我国磷矿CaO/ P2O5比值较高,主要由于磷矿中常伴生有白云石、石灰石等碳酸盐附生矿物,难以用一般的选矿方法除去,这是湿法磷酸生产中急待解决的问题。

2、磷矿中的倍半氧化物R2O3含量

倍生氧化物是指磷矿中铁、铝氧化物的含量,常以R2O3(R代表Fe与Al,即Fe2O3+Al2O3)表示,铁和铝主要来自粘土,通过筛选、磁选可以去除大部分,湿法磷酸生产中,铁和铝不仅干扰硫酸钙结晶的成长,还使磷酸形成瘀渣,尤其是在浓缩磷酸中更为严重。其沉淀或随石膏排出都将使P2O5遭到较大损失。生成铁或铝的复杂磷酸盐结晶细小,不但增加溶液和料浆的粘度而且容易堵塞滤布和滤饼孔隙,从而降低过滤强度和设备的生产能力。铁、铝杂质还常常在磷酸生产中析出,形成积垢,在贮存、运输中析出淤泥,给贮存和运输带来困难。铁和铝的磷酸盐还会给磷酸浓缩等后续加工带来困难,导致产品物性不佳和质量下降。

3、磷矿中MgO含量

磷矿的镁盐(以MgO表示)经反应后一般全部溶解并存在于磷酸中,浓缩后也不易析出,这是由于磷酸镁在磷酸溶液中溶解度很大的缘故,也是镁盐产生严重的不利影响的原因。分散度极大的Mg(H2PO4)2使磷酸粘度剧烈增大,造成酸解过程中离子扩散困难和局部浓度不一致,影响硫酸钙结晶的均匀成长,增加过滤困难。在磷矿酸解过程中,镁的存在使磷酸中第一氢离子被部分中和,将低了溶液中氢离子的浓度,严重影响磷矿的反应能力。如果为了保持一定氢离子浓度而增加硫酸用量,又将使溶液中出现过大SO42-浓度,这不但增加了硫酸消耗而且还造成硫酸钙结晶的困难。此外,由于镁盐在反应过程中也会生成一部份枸溶性磷酸盐,并且镁盐对产品的吸湿性影响比铁、铝盐类大,因而会影响产品的物理性能,使水溶率降低,质量下降。

磷矿中MgO含量已成为评价磷矿质量的主要指标之一。国外生产厂对MgO含量的要求是很严的。我国磷矿中MgO含量明显偏高,对磷酸的生产和磷酸盐的生产都带来不良影响。因此研究降低MgO含量的方法,已成为我国磷矿生产科研中的一个重要课题。

目前磷矿降镁有物理选矿和化学将镁两条工艺路线。物理浮选法的缺点是对磨矿细度要求高,而且要排出大量的浮选尾矿,更主要的是无法脱出细分散于磷矿中的白云石微粒从而把矿中的MgO含量降到满意的程度,同时物理选矿投资大成本高。根据选矿部门对四川马鞭磷矿和湖南洗溪磷矿(均为高镁磷矿)的浮选结果报告,物理选矿能把磷矿中的MgO最大限度降低至1.8%-3.5%,这种磷矿用于酸法加工仍有相当大的困难,尤其用于加工制作饲料级磷酸氢钙,矿中所含的 MgO最终将以MgHPO4·3H2O形式进入最终产品,结果造成产品中的钙含量不能达到行业标准。而使用化学降镁法,由于基本原理不是利用矿物各组分可选性的不同,而是利用在酸性介质中矿物各组分被酸分解速度的不同和H+可以扩散通过矿里的微细孔达到白云石颗粒表面从而使矿中白云石在恰当条件下近乎全部分解,而矿中的氟磷灰石仍保留在其中。因此矿中的MgO脱除较为彻底,可以降至0.5%-1.0%,用这种磷矿萃取磷酸,成品磷酸质量较好。由于酸中MgO含量很低,因而产品饲料级磷酸氢钙纯度可达95%以上,各项指标尤其是其中的钙含量比较容易达到行业标准。

过磷酸钙也叫普通过磷酸钙,简称普钙。它是世界上最先生产的一种磷肥,也是我国应用比较普遍的一种磷肥。普钙的有效磷含量差异较大,一般在12-21%之间。纯品过磷酸钙为深灰或灰白色粉末,稍有酸味,易吸湿,易结块,有腐蚀性。溶于水(不溶部分为石膏)约占40-50%,为酸性速效磷肥。为了规范市场,2005年10月10日,中国国家标准化管理委员会(SAC)颁布中华人民共和国国家标准,

《过磷酸钙》。

《过磷酸钙》国家标准是对HG 2740-1995《过磷酸钙》行业标准的修订,标准规定了过磷酸钙的要

求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输及贮存,适用于工业硫酸处理磷矿制成的农业用疏松状和

粒状过磷酸钙(包括加入有机质等添加物的过磷酸钙产品)。其中疏松状过磷酸钙应符合表1要求;粒状

过磷酸钙应符合表2要求。

项 目  优等品 一等品 合格品

有效磷 ( 以 P 2 O 5 计 ) 的质量分数 /% ≥ 18.0 16.0 14.0 12.0

游离酸 ( 以 P 2 O 5 计 ) 的质量分数 /% ≤ 5.5   5.5  5.5  5.5

水分的质量分数 /% ≤ 12.0 14.0  15.0 15.0

有效磷 ( 以 P 2 O 5 计 ) 的质量分数 /% ≥ 18.0 16.0  14.0 12.0

游离酸 ( 以 P 2 O 5 计 ) 的质量分数 /% ≤ 5.5  5.5  5.5 5.5

水分的质量分数 /% ≤ 10.0

粒度 ( 1.00mm ~ 4.75mm 或 3.35mm ~ 5.60mm ) 的质量分数 /% ≥ 80

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