中文摘要：

磷块岩在自然体系中风化后P2O5及稀土元素产生富集，构成有价值风化磷矿，已被前人大量研究成果证实。在查明织金新华风化磷矿物质组分及风化作用控制影响因素基础上，根据化学风化原理及织金含稀土中低品位磷块岩产出环境，查明风化作用进行过程及控制因素。模拟风化作用化学反应条件，探索磷块岩风化反应必具备的流体介质；即所含酸碱介质成分、理想浓度及pH值条件等。尤其要开展磷块岩在风化作用过程中性质模拟，即磷块岩物理化学性状研究；主要解决碳酸盐矿物和磷酸盐矿物粒度大小、颗粒及表面性质特征及Ca2+、Mg2+离子等对反应过程抑制作用。同时研究风化条件化学反应温度、时间、催化反应条件等。在以上研究基础上开展中低品位磷块岩的P2O5和稀土氧化物在低耗能、成本低效益高等条件下的富集实验研究，并探讨其富集机理。最终目的是得到理想的P2O5及稀土元素富集率，为开展中低品位磷块岩资源综合利用提供有价值理论研究成果。

结论摘要：

本项目主要针对产出于贵州织金新华戈仲伍、马家桥、打麻厂等矿段较大面积范围发育的风化磷矿，探索研究中低品位原生磷矿在风化作用过程中P2O5及稀土元素普遍发生富集的风化条件控制因素及机理，同时开展P2O5及稀土元素在风化条件下的富集实验研究。项目完成以下主要研究工作并取得相关成果（1）中低品位原生磷矿石及风化磷矿石物质组成；各15个原生磷矿及风化磷矿样XRD分析资料表明，胶磷矿主要为氟磷灰石，主要脉石矿物为石英、白云石、方解石及粘土矿物等。风化磷矿中不含方解石，白云石含量大幅减少，氟磷灰石含量普遍增高为79.8%～88.1%。原生磷块岩的P2O5为9.415%～19.361%，属中低品位磷块岩。风化磷矿P2O5含量为29.211%～35.182%，显示明显富集。 （2）风化磷矿石稀土元素赋存状态研究；各矿段风化磷矿中稀土含量为1171.68×10-6～1874.09×10-6，表明随着胶磷矿的富集而稀土元素发生富集。 （3）磷矿层顶板黑色碳质页岩中硫的迁出实验；硫的浸出实验最佳浸出条件为粒度为0.074mm，反应温度为50℃、液固比为4:1、1.2mol/L的盐酸，反应时间3hour，硫的浸出率为37.93%。 （4）风化磷矿发育的控制条件研究；利用 XPS分析开展了胶磷矿、白云石矿物表面性质及白云石溶解特性研究。结果显示氧化作用增强则白云石易风化，表现为碳酸盐矿物易溶解流失。 （5）中低品位磷矿石P2O5及稀土的分离-富集实验；采用甲酸、柠檬酸等有机酸选择性浸出后的磷精矿中，P2O5由原来14.18%提高到34.82%，回收率达98.14%，富集比2.25；稀土元素由原矿中0.0820%提高到0.1673%，回收率为75.45%，富集比2.16。 （6）浸出热力学分析和动力学实验研究从热力学数据分析中得出用有机酸作为浸出剂，反应温度10℃～70℃左右，均能实现白云石溶解，氟磷灰石和稀土元素富集。增大有机酸的浓度、减小矿石粒度等都能强化其扩散过程，有利于白云石分解，从而提高P2O5和稀土元素的富集；浸出工艺的动力学较好地符合收缩未反应芯模型。并开展了风化带磷矿石 P2O5及稀土元素富集控制因素及机理研究。 通过系统研究，寻找中低品位磷矿石P2O5及稀土元素的风化条件下富集规律及控制因素，为其综合利用开辟新的途径，是本课题要解决的重要科学问题。