磷矿资源综合利用 PPT
磷矿资源综合利用.
1.磷矿资源概述
1.1磷矿的主要用途
磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物 原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类， 以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿在工业上 的应用已有一百多年的历史。 世界上84%～90%的磷矿用于生产各种磷肥，3.3%生产饲料添加剂，4%生
3.磷矿中氟资源的回收利用
自然界中的氟资源主要存在于萤石和磷矿石中，虽然萤石含氟量高，但萤石 是不可再生资源。随着工业的快速发展，萤石资源供不应求。世界各国对萤石资 源的保护都相当重视，2003年我国不再发放新的萤石资源开采的许可证，并且
提高关税限制萤石的出口。磷矿中伴生的氟也成为新的氟资源。磷矿石中伴生的
从总体上看，我国磷矿资源分布极不平衡，探明储量南多北少、西多东少，大型
磷矿及富矿高度集中在西南地区。
1.磷矿资源概述
1.3磷矿综合利用概述
磷矿资源作为一种不可再生资源，正在逐步走向枯竭。我国磷矿资源长远供 应形势不容乐观，为此，国土资源部已将磷矿列为 2010年后不能满足国民经济 发展需求的矿种之一。多伴生、共生组分元素是我国磷矿资源的特点，其中1/3 以上的磷矿中都伴生或者共生有氟、硅、钙、碘、稀土等有价值元素，综合利用 价值很高。2011年，我国磷矿石产量是0.81亿t，主要用于生产黄磷和磷肥。但
是，由于我国重视程度和研究程度不够，伴生磷矿资源综合利用率低，资源转化
效益低。近年来，世界上磷化工的下游产品已达250余种，而我国仅有80余种， 多数伴生的有价值元素在磷矿加工过程中以工业废物的形式排放，造成了环境污 染和资源浪费。因此，对于磷矿资源综合利用的研究意义重大。
我国磷矿资源的特点及加工利用分析
我国磷矿资源的特点及加工利用分析磷矿是指在经济上可利用的磷酸盐类矿物的总称，在工业上主要用于生产磷系肥料，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类产品。
这些产品广泛应用于农业生产、医药、食品、轻工、化工、国防等工业部门。
我国磷肥生产所消耗的磷矿石约占总消费量的80%左右。
磷在地壳中的含量虽然很高，但具备工业开采价值的磷资源在全世界非常有限且分布极其不均。
具有工业开采和商业开发价值、经济意义较高的优质磷矿床80%以上集中在4个国家：中国、摩洛哥(西撒哈拉)、南非、美国。
因此，从全世界磷资源的地理分布、人口集中度、经济发展的程度及对磷资源的需求情况看，全世界磷资源具有一定的稀缺性。
磷矿石具有不可再生的特点。
磷矿资源成因年代久远，成矿条件极其复杂，因而磷矿的再生性几乎不可能。
磷矿资源一经开发利用，磷素随着各下游加工产品的消费领域分散到自然界中，不可再循环利用，因而磷资源又具有不可循环性。
由于磷资源的稀缺性和不可再生性，许多国家已经将磷矿资源列为战略资源。
我国国土资源部在2001年对我国45个矿种供应国民经济建设的保证程度进行了论证，其结果表明，磷矿是2010年以后不能保证需求的矿种之一，属保护性开发的矿产资源。
因此，如何根据国内磷资源的特点进行合理加工利用，对于科学利用资源、提高资源利用效率、维持国内磷化工行业的健康可持续发展，意义重大，也是本文探讨的问题所在。
1 我国磷矿资源的地质特征及分布情况我国磷矿主要是海相沉积磷块岩矿床，成矿年代主要为震旦纪和寒武纪，其次是泥盆纪。
贵州开阳磷矿区和瓮福磷矿区为中震旦统海相沉积磷块岩矿床；湖北胡集、宜昌和保康磷矿区为上震旦统海相沉积磷块岩矿床；云南滇池地区磷矿和四川马边磷矿区为下寒武统海相沉积磷块岩矿床：四川金河和清平磷矿区为上泥盆统海相沉积磷块岩矿床。
以上各矿区构成我国磷矿矿区的主体部分。
震旦纪和寒武纪海相沉积磷块岩矿床，矿体呈层状，其顶板和夹层以含磷白云岩居多，且含磷层与含磷白云岩层以不等、厚度相间、形成条带状或层纹状构造；磷矿物多为微—低碳氟磷灰石，多呈鲕状、假鲕状或凝胶状结构，其中夹裹有不等量的细散脉石矿物，主要也是碳酸盐矿物，不仅脉石矿物的物化性质与磷矿物相近，而且常需细磨方能单体解离。
硝酸分解磷矿综合利用技术
磷矿资源分布及特点
01
全球分布
磷矿资源在全球范围内分布广泛，主要集中在北美、亚洲、非洲和东欧
等地区。
02
中国分布
中国磷矿资源丰富，主要分布在云南、四川、湖北、贵州等省份。
03
磷矿特点
磷矿是一种以磷酸钙为主要成分的矿物，通常呈灰白、黄白、浅绿等颜
色，具有玻璃光泽或油脂光泽。磷矿的品位、结晶程度和杂质含量等特
加强资源保障
建立硝酸等关键原料的稳定供应 机制，确保硝酸分解磷矿技术的 顺利实施。同时，加强磷矿资源 的勘查和开发，保障资源供应。
06
结论与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
研究成果总结
成功开发出高效、环保的 硝酸分解磷矿技术，实现 了磷矿资源的高效利用。
生产应用与推广
03
基于工业试验的成功经验，将硝酸分解磷矿技术应用于实际生
产中，并在多个磷化工企业进行了推广和应用。
硝酸分解磷矿技术经济效益分析
1 2 3
技术经济效益评估
通过对硝酸分解磷矿技术的投资、运行成本、产 品收益等方面进行综合分析，评估了技术的经济 效益。
与传统工艺比较
将硝酸分解磷矿技术与传统的磷矿加工工艺进行 比较，分析了两者在成本、产品质量、环保等方 面的优劣。
在实验室规模下，进行了硝酸分解磷矿的试 验，验证了技术的可行性，并获得了相关的 工艺参数。
工业试验及生产应用
工业试验装置设计与建设
01
根据实验室研究成果，设计了工业试验装置，并完成了装置的
建设和调试工作。
工业试验运行与数据分析
02
在工业试验装置上进行了长时间的连续运行试验，收集了大量
磷化工简析 ppt课件
三、磷化工发展方向＆招商思路
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发展磷化工的四个优势条件
磷矿 电
物流
资本
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磷化工产业园
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我市主要磷化工生产企业分布
恒世食品
宏达精细化工
天富（中国）
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天嘉食品
永大化工
建平化工 永利化工
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徐州交通、物流运输优势图
江苏徐州工业园区
徐州港
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磷化工简析
磷化工产业分析
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产业分析
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一、磷的用途及产业链解析
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1.磷---广泛用途
磷
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2.磷酸生产工艺流程
湿 法 精 制 磷 酸
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Hale Waihona Puke 磷矿石3.磷 化 工 产 业 链
湿法磷酸
黄磷
热法磷酸 精制磷酸
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高纯黄磷
S磷酸氢钙 DAP/MAP 三聚磷酸钠 六偏磷酸钠 Y磷酸氢钙 三磷/五磷
食品级磷酸 医药级磷酸 电子级磷酸
宇星饲料
湖北宜化
洗涤剂/防腐剂 水处理剂
磷酸酯 磷系农药 食品添加剂 医药产业链 电子产业链
湖北兴发
磷系阻燃剂
诺恩农化 诺特化工
恒世食品 添鑫生物
含酸类药
电解液、 蚀刻液等
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二、国内磷化工行业
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工业园区化工园可用地块图 永利化工 诺恩农化
建平化工
恒世食品 级磷酸盐
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我国磷矿资源节约与综合利用关键技术
我国磷矿资源节约与综合利用关键技术
我国磷矿资源的节约与综合利用关键技术主要包括以下几个方面：
1. 矿石的选矿技术：通过选矿技术，实现对磷矿石的精细分选和提升品位，降低磷矿石的资源消耗和能源消耗。
2. 矿石综合利用技术：利用浸出、浮选、氢氟酸法等技术，从磷矿石中高效提取磷酸盐等有用成分，同时对磷矿石中的其他杂质进行有效分离和综合利用。
3. 废弃矿山资源利用技术：对于已经开采并废弃的矿山，通过研究开发新的提取和处理技术，实现对废弃矿山的资源再利用，如回收废弃石料中的磷资源。
4. 磷酸盐资源的高效利用技术：磷酸盐是磷矿石的主要产品之一，研究开发高效的磷酸盐制备技术，提高其利用率，减少浪费。
5. 循环经济技术：通过推广循环经济模式，实现废水、尾矿和废渣的资源化利用，减少环境污染同时获取经济效益。
6. 紧缺资源的替代技术：考虑到磷矿石储量有限，研究替代技术，如通过生物技术培育高效利用磷的作物品种，从而减少对磷矿石的依赖。
这些关键技术的研究和应用，将有助于提高我国磷矿石资源的利用效率，减少资源浪费，实现磷资源的可持续利用。
磷矿的综合利用与高效回收技术的研发
磷矿的综合利用与高效回收技术的研发磷矿是一种重要的矿石资源，被广泛应用于生产农药、饲料、化学品和食品等行业。
然而，磷矿的开采和利用过程中会产生大量的污染物，对环境造成严重危害。
为了实现可持续发展，推进磷矿的综合利用和高效回收，是当今的重要任务。
1. 磷矿的综合利用磷矿主要用于生产化学肥料，近年来随着环保政策的推广，传统肥料生产方式已不能承受，为了实现绿色可持续发展，磷矿的综合利用呼之欲出。
在磷矿生产过程中，产生的副产品中含有丰富的矿物质，可以再利用。
例如，磷矿尾矿中含有一定量的铜、锌、铜等金属，可以进行回收利用。
同时，针对磷肥中含有微量元素的问题，可以通过将磷矿与微量元素复配，生产出更加有机的肥料。
除此之外，磷矿还可以用于生产食品和药品。
磷是人体必需的元素之一，广泛存在于骨骼和牙齿中。
因此，将磷矿用于生产食品和药品，可以很好地满足人体磷的需求。
此外，磷矿还可以用于生产阴离子清洗剂、润滑剂和燃料添加剂等化学品。
2. 磷矿的高效回收技术磷矿的高效回收技术是实现磷矿综合利用的关键。
目前，磷矿高效回收技术主要有以下几种：（1）浮选法。
浮选法主要是在磷矿中添加一定的药剂，使磷矿与杂质分离。
这种方法处理的尾矿中含有大量的磷酸盐和氟化合物，并且影响环境。
因此，需要在技术上做出持续改进。
（2）氟化转化法。
氟化转化法主要是将硫酸盐酸解磷矿，然后再将酸解产物经过氟化转化，形成氟磷酸。
该方法适用于高品位磷矿，但是成本较高。
（3）生物法。
生物法是磷矿高效回收技术中较为先进的技术。
该方法可以利用某些微生物，将磷矿中的有机物和无机物转化为可溶性的磷酸盐。
该方法不仅成本低，而且对环境友好，但是技术含量较大，需要进一步研究和探索。
3. 磷矿利用的前景和挑战磷矿的综合利用和高效回收技术具有广阔的前景，但也面临着许多挑战。
首先，磷矿品位低，成本高，需要寻找低成本的磷矿开采和加工技术。
其次，磷矿的高效回收技术还需要进一步研究和探索，对磷矿中有害物质如铀、钍和重金属等的处理也是一个难点。
磷化工简介 ppt课件
高污染，高能耗，产出效率低，产品附加值低
（2）湿法精制磷酸：用无机酸分解磷矿制得，常用硝酸、盐酸、 硫酸、氟硅酸
Ca5(PO4)3F+10HNO==3H3PO4+HF+5Ca(NO3)2 Ca5(PO4)3F+10HCl ==3H3PO4+HF+5CaCl2 Ca5(PO4)3F+5H2SO4==3H3PO4+HF+5CaSO4.nH2O Ca5(PO4)3F+5H2SiF6==3H3PO4+HF+5CaSiF6.2H2O
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(3)六氟磷酸锂 作为锂离子电池电解质，主要用于锂离子动力电池、锂离子储 能电池及其他日用电池，同时是近中期不可替代的锂离子电池电 解质。国内几乎不能批量生产六氟磷酸锂晶体，国外生产厂家有关东电化、stella、 韩国蔚山、台塑等。 (4)磷系阻燃剂 目前全球阻燃剂市场消费量已经达到 145 万～155 万 t ,其中磷系 阻燃剂，的市场销售额占整个阻燃剂销售总额的 23 %以上 ,而且 因为其较卤系阻燃剂具备低毒、 低烟等环保优势 ,正在成 为世界阻燃剂发展的主流
2.在向四川大学要求转让湿法磷酸净化技术的国内大中型企业已经有 十多家. 安徽六国化工股份有限公司现在的产品主要是化肥 ,目前正 在努力转型做精细磷化工 ,该公司与四川大学合作研发的 2 万 t 湿法 精制食品级磷酸示范装置今年 10 月份建成 ,明年上半年投产。
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3.四川大学与宏福化工合作的湿法磷酸净化技术使我国成为世界上第 四个拥有此项技术的国家；磷铵高新技术产业化和磷酸快速萃取结 晶技术达到国际先进水平；建成了我国第一套年产20万吨料浆法粉 状磷酸一铵大型装置等。
磷矿资源的综合利用与循环经济
磷矿资源的综合利用与循环经济磷矿是一种重要的非金属矿产资源，主要用于生产化肥和农药。
然而，过去对磷矿的开采和利用主要是一次性消耗，并且存在着磷资源浪费和环境污染的问题。
为了实现磷矿资源的可持续利用，发展磷矿资源的综合利用与循环经济是当今社会发展的必然选择。
磷矿资源的综合利用是指将磷矿开采中产生的各种尾矿、废渣和矿石中不可利用的成分进行分离、提取和转化，将其转化为各种有用的资源或能源。
一方面，可以通过改进提取工艺，大幅提高磷矿开采的利用率，降低资源浪费。
另一方面，可以通过综合利用技术，将磷矿中的磷、氟、铀等有害成分进行分离，得到高纯度的磷酸铵、磷酸钠等化肥原料，以及氟化钾等工业原料。
同时，可以通过磷矿的热解和氧化等技术，将磷矿中的有机物转化为磷酸盐、有机氮化合物等农药原料，实现农药的资源化利用。
磷矿资源的循环经济是指在磷矿开采和利用过程中，将废弃物和尾矿进行有效的回收和再利用，实现磷矿资源的循环利用。
目前，主要采用的循环经济技术有尾矿堆放的环保研究与利用、尾矿废渣的资源化利用、磷矿回收与再利用等。
其中，尾矿堆放的环保研究与利用是指通过改善尾矿的排放和储存方式，减少磷矿资源浪费和环境污染。
尾矿废渣的资源化利用是指将尾矿废渣中的有用成分进行分离和提取，得到高纯度的磷酸钙、磷灰石等工业原料。
磷矿回收与再利用是指将磷矿中的各种有用成分进行回收和再利用，实现资源的循环利用。
磷矿资源的综合利用和循环经济有着广阔的应用前景和巨大的经济效益。
首先，可以获得丰富的磷矿资源，满足国内化肥和农药生产的需求。
其次，可以减少磷矿开采对环境的影响，降低资源浪费和环境污染。
再次，可以提高磷矿的开采利用率，降低磷矿的开采成本，提高经济效益。
最后，可以通过磷矿资源的综合利用和循环经济，促进相关产业的发展，推动经济的转型升级。
然而，磷矿资源的综合利用和循环经济也面临着一些困难和挑战。
首先，磷矿开采和利用的技术水平相对滞后，存在大量的不可利用的成分。
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3.磷矿中氟资源的回收利用
磷矿加工过程中，氟主要有两种耗散途径：一是在磷肥生产过程中，磷矿中 的氟以氟化氢和四氟化硅的形式逸出。在我国80％以上的磷矿石用于生产磷 肥，而磷肥生产企业普遍使用湿法磷酸生产磷肥，在浓缩磷酸过程中逸出四 氟化硅气体和氟化氢气体，这部分氟资源约占磷矿石总氟量的38％～45％， 造成氟资源浪费和环境污染。如果将逸出的氟化氢和四氟化硅用水吸收，就 能得到氟硅酸，而得到的氟硅酸又可以用来生产氟硅酸盐和氟化盐；或者将 逸出的四氟化硅提纯后，作为廉价原料来生产单晶硅和多晶硅。氟的另一种 耗散途径则是在黄磷生产过程中，氟主要是以氟化钙的形式存在于炉渣中， 其质量为炉渣总质量的2.5％。2011年，中国磷矿石产量是0.81亿t，假设氟 的回收率按40％计算，则可回收的氟资源达78万~104万t，折合萤石为195 万～260万t，完全超过了目前国内氟化工行业年消耗萤石的总量。
3.磷矿中氟资源的回收利用
自然界中的氟资源主要存在于萤石和磷矿石中，虽然萤石含氟量高，但萤石 是不可再生资源。随着工业的快速发展，萤石资源供不应求。世界各国对萤 石资源的保护都相当重视，2003年我国不再发放新的萤石资源开采的许可证， 并且提高关税限制萤石的出口。磷矿中伴生的氟也成为新的氟资源。磷矿石 中伴生的氟占总氟资源的90％。目前我国由于生产技术和重视程度等原因， 磷矿中伴生的氟资源未能得到充分利用，仅是每年流失的氟资源就远远大于 国内氟的需求量。综合利用磷矿中的氟不仅能够节约资源、保护环境，而且 可有效解决我国萤石资源短缺问题。
1.磷矿资源概述
1.3磷矿综合利用概述
磷矿资源作为一种不可再生资源，正在逐步走向枯竭。我国磷矿资源长远供 应形势不容乐观，为此，国土资源部已将磷矿列为2010年后不能满足国民经 济发展需求的矿种之一。多伴生、共生组分元素是我国磷矿资源的特点，其 中1/3以上的磷矿中都伴生或者共生有氟、硅、钙、碘、稀土等有价值元素， 综合利用价值很高。2011年，我国磷矿石产量是0.81亿t，主要用于生产黄 磷和磷肥。但是，由于我国重视程度和研究程度不够，伴生磷矿资源综合利 用率低，资源转化效益低。近年来，世界上磷化工的下游产品已达250余种， 而我国仅有80余种，多数伴生的有价值元素在磷矿加工过程中以工业废物的 形式排放，造成了环境污染和资源浪费。因此，对于磷矿资源综合利用的研 究意义重大。
1.磷矿资源概述
1.1磷矿的主要用途
磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物 原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类， 以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿在工业上 的应用已有一百多年的历史。
世界上84%～90%的磷矿用于生产各种磷肥，3.3%生产饲料添加剂，4%生 产洗涤剂，其余用于化工、轻工、国防等工业。中国的磷矿消费结构中磷肥占 71%，黄磷占7%，磷酸盐占6%，磷化物占16%。
4.磷矿中硅资源的回收利用
硅材料是太阳能发电和微电子工业的基础材料，随着光伏产业的迅速发展， 纯硅的需求量急剧增加。如果能够利用磷矿伴生硅资源生产工业硅，甚至高 纯硅，则将大大提升磷矿伴生硅资源的利用价值。利用磷矿中伴生硅资源的 最佳方法就是将其中所含硅元素转化为经济价值较高的含硅产品，从而将现 有磷矿伴生硅资源的利用提高到一个新水平，开辟一个新产业。
硅资源在磷矿中大多以SiO2等酸不溶物的形式存在，在磷肥生产和湿法磷 酸生产中，活性SiO2可参与反应，但是不消耗硫酸，在此过程中生成了SiF4、 H2SiF6、Na2SiF6、K2SiF6、(NH4)2SiF6、无定形SiO2等。对于磷矿中的硅资 源有两种利用方法。
Hale Waihona Puke 4.磷矿中硅资源的回收利用
1.以SiF4、H2SiF6、Na2SiF6等作为硅源，采用氢化铝钠与四氟化硅无氯工 艺进行反应制备硅烷。硅烷是生产单晶硅、多晶硅、非晶硅、金属硅化物、 氮化硅、碳化硅、氧化硅等一系列含硅化合物的基本原料。硅烷还可作为生 产高纯硅的原料，可大幅度提高生产能力和降低生产成本。用硅烷进一步提 纯制取的超高纯硅，对于开发超大规模集成电路和红外探测器都有重要的用 途。
2.以无定形SiO2为硅源制备纯硅。无定形SiO2属磷肥副产固体废弃物，性能 稳定。以无定形SiO2为硅源制备纯硅，可采用热还原法，包括金属热还原法、 非金属热还原法、耦合热还原法，较常用的是非金属热还原法中的氢热还原 法和碳热还原法。云南云天化国际化工有限公司对于碳热还原法制备纯硅的 方法进行了试验研究。即以SiO2为硅源，以木炭、石油焦为碳源，经过探索 性试验、单因素条件试验以及正交优化试验，反应提纯后制得了纯度为99.99 ％的单质硅。
1.磷矿资源概述
1.2我国磷矿资源概况
我国磷矿资源比较丰富，已探明的资源储量仅次于摩洛哥和美国，居世界第 3位。我国除西藏外均已发现磷矿，相对集中的地区为云南、贵州、四川、湖北 和湖南5省，占全国总储量的74.5%，且P2O5大于30%的富矿也几乎全部集中于 这五个省。磷矿分布的区域主要有如下8个：云南滇池地区，贵州开阳地区、瓮 福地区，四川金河-清平地区、马边地区和湖北宜昌地区、胡集地区、保康地区。 从总体上看，我国磷矿资源分布极不平衡，探明储量南多北少、西多东少，大型 磷矿及富矿高度集中在西南地区。
2.磷矿尾矿资源综合利用
磷矿在进行选矿后会产生大量的尾矿，目前我国磷矿尾矿的综合利用率仅为 7％左右，大量的尾矿只能长期堆放在尾矿库。磷尾矿综合利用的主要途径有： 新型药剂再浮选、制备水泥、建材用砖等。国外对磷矿尾矿回收利用技术很 成熟。在美国，对于白云石含量高的尾矿直接采用浮选的方法就可以回收磷 酸盐。在南非矿山，尾矿中含有1.5％的P2O5，通过再浮选和水力旋流器分级 来提高P2O5品位和降低MgO的含量，产生了两个较高品位的产品： P2O5=39.3％，MgO<0.65％和P2O5=40.3％，MgO<0.5％，而后一个是 世界市场上最高品位。贵州瓮福集团在磷矿选矿尾矿综合利用方面也开展了 大量研究，对于含有7％P2O5的选矿尾矿进行再选，获得P2O5含量达到28 ％～29％的精矿，使磷矿选矿的P2O5回收率从92％提高到95％。现已建设 100万吨/年的尾矿再选装置，每年可回收精矿12万吨。