氮、磷、钾是农作物生长不可或缺的三种营养元素。我国磷矿资源丰富但优质磷矿少；难溶性钾资源丰富，但可溶性钾资源稀缺，钾肥主要依靠进口。大力发展低品位磷矿及难溶性钾资源是我国化肥工业长足发展的有效途径。宜昌地区磷钾伴生矿中磷与钾的品位都比较低，单独利用均无经济价值。目前，我国的磷尾矿大部分被简单的堆放，造成了较大的环境压力和资源浪费。磷钾伴生矿及磷尾矿的综合利用具有重大的经济和社会效益。本文研究了宜昌地区磷钾伴生矿的矿物组成、粒度、结构与脉石矿物间的嵌布关系等矿物工艺学特征。以矿物工艺学为依据，对磷钾伴生矿进行浮选工艺研究。针对宜昌地区磷尾矿磷品位低、镁含量高的难题，采用两粗一精的浮选方案。主要结论如下：（1）磷钾伴生矿中主要有用矿物为钾长石、胶磷矿，脉石矿物为石英，此外还有少量黄铁矿、白云石。其中钾长石67%、石英11.46%、胶磷矿6.54%、黄铁矿2.42%。胶磷矿呈不规则粒状产出，与黄铁矿、石英连生，属于细粒嵌布。钾长石主要呈细粒状、片状结构，部分石英浸染于钾长石中。脉石矿物嵌布细小，粘土矿物为包裹体，通过磨矿可使部分脉石矿物解离。（2）研究了石英与钾长石的单矿物浮选。两种矿物在相同浓度的十二胺溶液中，回收率随pH值（1~10）的升高而增大最后趋于平缓。回收率的差异在酸性介质中较碱性介质中明显。两种矿物在相同浓度的十二烷基苯磺酸钠溶液中，钾长石回收率与pH值呈负相关，石英回收率受pH值影响不明显。在十二胺与十二烷基苯磺酸钠的混合溶液中，两种矿物表面较在单一捕收剂中时有更强的疏水性。（3）利用TSM-46正浮选磷钾伴生矿，对P2O5品位为4.7%的磷钾伴生矿，在60℃下，以硅酸钠作为抑制剂，经过一次粗选，磷精矿P2O5品位达到16.2%。通过扫选除磷、镁后，浮选槽中剩余的主要矿物为钾长石和石英。研究了十二胺及十二烷基苯磺酸钠对石英与钾长石的分离效果。以单矿物浮选为依据，最终确定在酸性条件下正浮选钾长石的优化工艺参数：矿浆pH值为2，矿浆浓度50%，十二胺400g/t，十二烷基苯磺酸钠50g/t。采用该工艺K2O的含量由原矿8.95%提高到11.35%，回收率可达到52%。（4）根据磷尾矿脱镁难题，对宜昌地区磷尾矿进行了系统研究。在磨矿细度为-0.074mm占95.23%时，矿物基本实现了单体解离。以硫酸与磷酸作为胶磷矿的pH值调节剂和抑制剂，以TSM-96药剂作为白云石的捕收剂经过三次反浮选，最终磷尾矿P2O56.63%、MgO11.46%达到磷精矿P2O525.32%、MgO1.34%的良好指标。（5）通过动电位测试及红外光谱分析研究了捕收剂与矿物间的作用机理。分析表明：钾长石与石英的零电点分别为1.88、2.42，在纯水中的两者有相似的荷电性。在十二胺溶液中两者动电位变化趋势相似，仅靠物理吸附，两者的可浮性差异较小。十二胺在钾长石与石英表面的主要吸附形式有:胺离子的静电吸附作用,胺分子间缔合力的吸附作用以及胺分子靠氢键作用的吸附。