專利名稱::一種從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明為從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶工藝,涉及磨礦分級(jí)工藝、浮選工藝和冶煉工藝。
背景技術(shù):
:石煤釩礦是一種低品位氧化型釩礦,主要為粘土質(zhì)巖和黑色炭質(zhì)頁巖,粘土質(zhì)巖的主要組成礦物為石英、蛋白石、伊利石(水白云母)、海泡石、高嶺石、綠泥石等;黑色炭質(zhì)的主要組成礦物是石英、蛋白石和炭質(zhì)物,含少量硫化物、碳酸鹽礦物、褐鐵礦、長石、粘土礦物等。中鋼集團(tuán)湖南鳳凰礦業(yè)有限公司塘坨礦區(qū)深部屬于低品位石煤釩礦,原礦五氧化二釩約0.74%,礦石中可供回收的元素為釩,主要礦物組成為石英、云母、炭質(zhì)物、蛋白石、伊利石、高嶺土和褐鐵礦等。釩主要為低價(jià)釩(V3+,V4+)形式存在,約占總釩的80%以上,主要以類質(zhì)同像形式存在于伊利石、高嶺土和褐鐵礦中。礦石結(jié)構(gòu)主要為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、顯微鱗片泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)或微晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為微層狀和致密塊狀,局部可見層紋狀或條帶狀構(gòu)造。對(duì)于低品位石煤釩礦,采用已有技術(shù)方法提取五氧化二釩,由于生產(chǎn)成本高,企業(yè)無法達(dá)到贏利的目的,不僅浪費(fèi)了資源,還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是,為克服現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)成本過高,環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷,提出一種從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶方法,它采用低成本選礦技術(shù),有效提高冶煉提釩原料的品位;采用特別制定的優(yōu)化浮選與冶煉工藝,壓縮了冶煉物料的處理量,減少了冶煉投資,降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本,克服了環(huán)境污染問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是,所述從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶方法為,低品位石煤釩礦原礦的重量份主要成份有V2050.70%-o.80%,TC9.5%-10.5%,Si0265%-70%,A12036.5%-7.0%,S1.7%_2.0%,余量為其它自然共生物;其特征在于,該方法包括以下步驟1)將低品位石煤釩礦原礦破碎到粒徑為10mm-15mm,再用球磨至細(xì)度為_0.074mm的礦料占總礦料重量份35%-55%,然后分級(jí)獲得+amm粗粒級(jí)產(chǎn)品和-amm細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品,0.030≤a≤0.040;2)所得粗粒級(jí)產(chǎn)品再磨礦至細(xì)度為-0.074mm的礦料占總礦料重量份5085%,然后分級(jí)獲得+bmm粗粒級(jí)產(chǎn)品和-bmm細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品,0.020^b^0.028;3)上述分級(jí)所得+bmm粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油和松醇油(C1(1H170H)后,通過兩次浮選獲得炭精礦和脫炭尾礦;每噸粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油30g500g、添加松醇油(C10H17OH)50g600g;4)所得脫炭尾礦添加脈石抑制劑和含釩礦物捕收劑后,通過一粗一精一掃的浮選獲得釩精礦和最終尾礦;所述脈石抑制劑為水玻璃和硫酸鋁,每噸脫炭尾礦添加水玻璃100g1000g、添加硫酸鋁50g500g;含釩礦物捕收劑為十二胺和油酸,每噸脫炭尾礦添加十二胺20g200g、油酸100g1000g;5)合并上述兩次分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品、浮選獲得的炭精礦和釩精礦,得到混合精礦;6)混合精礦送入圓筒干燥窯,利用回轉(zhuǎn)窯尾氣在干燥圓筒中干燥至含水分2%_4%,得干燥后混合精礦;7)每100重量份干燥后混合精礦添加3-5重量份CaO,混勻后用圓盤制粒機(jī)制成粒徑10mm-12mm顆粒料,送入回轉(zhuǎn)窯焙燒,窯頭負(fù)壓90Pa-110Pa,窯尾負(fù)壓170Pa_190Pa;高溫段焙燒溫度900°C_920°C,焙燒時(shí)間2.0小時(shí)-2.5小時(shí);焙燒完成后,出爐冷卻,再送入球磨機(jī)濕磨,得礦漿粒度-200目的物料為總礦漿重量的60%、重量比濃度50%的磨礦礦漿;8)磨礦礦漿調(diào)整重量比濃度至40%,按重量份加入焙燒礦量3%5%的硫酸,在攪拌槽中攪拌浸出3小時(shí)-6小時(shí),維持pH2.0-2.5,礦漿過濾產(chǎn)生浸出液與浸出渣;浸出渣三次洗滌后做建材;焙燒礦量即干燥后混合精礦量,硫酸濃度98%;9)浸出液添加氧化劑雙氧水,每100體積份的浸出液添加0.8-1.2體積份的雙氧水,再加純堿調(diào)節(jié)PH7-7.5,除去Si02、A1203、Fe,得凈化液;10)凈化液進(jìn)入717離子交換樹脂富集五氧化二釩;11)將富集了五氧化二釩的飽和樹脂用硫酸溶液解析,得每升溶液含五氧化二釩50g-100g的解析液;所用硫酸溶液濃度為每升硫酸溶液含硫酸180g_220g;12)沉釩加氧化劑雙氧水將解析液中的四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩,每100體積份的解析液添加1.8-2.2體積份的雙氧水,再用氨水調(diào)節(jié)pH2-2.5;加溫至90°C_95°C,維持該溫度2小時(shí)-3小時(shí),得沉淀物;13)紅釩煅燒沉淀物在500°C-550°C下煅燒2.5小時(shí)_3小時(shí),得粉狀V205產(chǎn)品。以下對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。所得釩精礦可以是含釩量1.0%-1.5%的高品位釩精礦。本發(fā)明技術(shù)方案主要包括兩段磨礦分級(jí)、浮選和冶煉,每階段的機(jī)理說明如下。(1)磨礦分級(jí)第一段磨礦分級(jí),由于原礦中的含釩礦物主要為云母類、粘土礦物等,石英、石榴子石等其它硅酸鹽礦物含釩極低,由于可磨度的不同,含釩礦物在磨礦過程中比不含釩礦物更容易磨細(xì),因此,通過磨礦分級(jí)可獲得含釩較高的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品;再磨分級(jí)第一段磨礦后,粗粒級(jí)部分中,含釩礦物解離度不夠,再次磨使含釩礦物與其它脈石礦物充分解離,細(xì)粒礦物由于對(duì)下一步浮選影響較大,因此通過分級(jí)脫除此部分細(xì)泥,有利于浮選工藝的實(shí)施。(2)浮選工藝a.炭浮選工藝采用添加煤油和松醇油(C1(iH170H)等對(duì)炭浮選的捕收劑和起泡劑,脫除含炭礦物,有利于下一步含釩礦物浮選;b.含釩礦物浮選工藝采用水玻璃和硫酸鋁作為石英等的抑制劑,陰離子捕收劑油酸和陽離子捕收劑十二胺協(xié)成作用達(dá)到使含釩礦物和石英等硅酸鹽礦物分離的目的。(3)冶煉工藝混合精礦進(jìn)入圓筒干燥窯干燥后加入添加劑CaO混勻在圓盤制粒機(jī)制粒,粒子進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焙燒,焙燒礦出爐冷卻后進(jìn)入格子球磨機(jī)濕磨,礦漿加入焙燒礦量3%5%的硫酸在攪拌槽中攪拌浸出36h,維持pH2.02.5,礦漿過濾產(chǎn)生浸出液進(jìn)入凈化工序,浸出渣三次洗滌后做建材原料;浸出液經(jīng)凈化、吸附、解析、沉釩、煅燒得產(chǎn)品五氧化二釩。由以上可知,本發(fā)明為一種從低品位石煤型釩礦提取五氧化二釩選冶方法,它首先采用專門研發(fā)的低成本選礦方法,提高了冶金提釩原料的品位;繼而采用特別制定的優(yōu)化浮選與冶煉工藝,壓縮了冶煉物料的處理量,減少了冶煉投資,降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本,克服了環(huán)境污染問題。圖1是本發(fā)明一種低品位石煤釩礦實(shí)施例的磨礦_分級(jí)_浮選工藝原則流程圖。圖2是本發(fā)明一種低品位石煤釩礦浮選精礦實(shí)施例的鈣化制粒焙燒-低酸浸出工藝原則流程圖。具體實(shí)施例方式中鋼集團(tuán)湖南鳳凰礦業(yè)有限公司塘坨礦區(qū)深部礦屬于低品位石煤型釩礦,礦石中可回收的有價(jià)元素主要為五氧化二釩。礦石中五氧化二釩含量為0.74%,原礦直接提釩生產(chǎn)成本極高,企業(yè)難以贏利。本發(fā)明針對(duì)該礦采用選礦富集釩,再冶煉回收釩的工藝。原料中鋼集團(tuán)湖南鳳凰礦業(yè)有限公司塘坨礦區(qū)深部礦,其主要化學(xué)成份為(重量%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明方法包括1)將低品位石煤釩礦磨至細(xì)度為0.074mm占3555%,分級(jí)獲得+0.037mm和-0.037mm兩個(gè)產(chǎn)品;2)上述+0.037mm產(chǎn)品再次磨礦至細(xì)度為-0.074mm占5085%,分級(jí)獲得+0.023mm和-0.023mm兩個(gè)產(chǎn)品;3)上述+0.023mm粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油和松醇油(C1(1H170H),用量范圍為每噸粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油20g200g、松醇油50g500g,采用兩段浮選脫碳,獲得碳精礦和脫碳女口廣PR;4)上述浮選脫碳尾礦采用水玻璃和硫酸鋁作為脈石抑制劑,十二胺和油酸作為捕收劑,浮選獲得釩精礦和最終尾礦;每噸脫碳尾礦添加水玻璃300g700g、添加硫酸鋁100g400g;含釩礦物捕收劑為十二胺和油酸,每噸脫炭尾礦添加十二胺50g150g、油酸300g800g;5)兩次分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品,浮選獲得的炭精礦和釩精礦的合并得到混合精礦入提釩作業(yè);6)混合精礦進(jìn)入圓筒干燥窯,利用回轉(zhuǎn)窯尾氣在干燥圓筒中干燥至水分67%;7)干燥后的混合精礦添加3%5%(重量份)添加劑CaO,混勻后在圓盤制粒機(jī)制粒粒徑1012mm,進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焙燒,窯頭負(fù)壓lOOPa,窯尾負(fù)壓180Pa;高溫段溫度900920°C,停留時(shí)間2.02.5h后,出爐冷卻后進(jìn)入格子球磨機(jī)濕磨,礦漿粒度-200目60%,濃度50%;8)磨礦礦漿調(diào)整濃度至40%,加入焙燒礦量3%5%(重量份)的98%硫酸在攪拌槽中攪拌浸出36h,維持pH2.02.5,礦漿過濾產(chǎn)生浸出液與浸出渣;浸出液進(jìn)入凈化工序,浸出渣三次洗滌后做建材;9)浸出液添加氧化劑雙氧水,每100體積份的浸出液添加1體積份的雙氧水,再加純堿調(diào)節(jié)ph77.5,去除SiO2,A1203,Fe,得凈化液;10)凈化液進(jìn)717離子交換樹脂富集五氧化二釩;11)用200g/LH2S04溶液解析釩達(dá)到50100g/L;12)沉釩加氧化劑雙氧水將解析液中的四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩,每100體積份的解析液添加2體積份的雙氧水,再用氨水調(diào)節(jié)pH22.5,加溫9095°C,維持2h3h;13)紅釩煅燒,在500550°C煅燒2.53.Oh,得產(chǎn)品粉狀V205。選礦指標(biāo)釩總精礦V2O5L04%,V2O5回收率90.51%。冶煉回收率82%。選冶總回收率74.23%。權(quán)利要求一種從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶方法,低品位石煤釩礦原礦的主要成份為V2O50.70%-0.80%、TC9.5%-10.5%、SiO265%-70%、Al2O36.5%-7.0%、S1.7%-2.0%,余量為其它自然共生物;其特征在于,該方法包括以下步驟1)將低品位石煤釩礦原礦破碎到粒徑為10mm-15mm,再用球磨磨至細(xì)度為-0.074mm的礦料占總礦料重量比例為35%-55%,然后分級(jí)獲得+amm粗粒級(jí)產(chǎn)品和-amm細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品,0.030≤a≤0.040;2)所得粗粒級(jí)產(chǎn)品再磨礦至細(xì)度為-0.074mm的礦料占總礦料重量比例為50~85%,然后分級(jí)獲得+bmm粗粒級(jí)產(chǎn)品和-bmm細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品,0.020≤b≤0.028;3)上述分級(jí)所得+bmm粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油和松醇油(C10H17OH)后,通過兩次浮選獲得炭精礦和脫炭尾礦;每噸粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油30g~500g、添加松醇油50g~600g;4)所得脫炭尾礦添加脈石抑制劑和含釩礦物捕收劑后,通過一粗一精一掃的浮選獲得釩精礦和最終尾礦;所述脈石抑制劑為水玻璃和硫酸鋁,每噸脫炭尾礦添加水玻璃100g~1000g、添加硫酸鋁50g~500g;含釩礦物捕收劑為十二胺和油酸,每噸脫炭尾礦添加十二胺20g~200g、油酸100g~1000g;5)合并上述兩次分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品、浮選獲得的炭精礦和釩精礦,得到混合精礦;6)混合精礦送入圓筒干燥窯,利用回轉(zhuǎn)窯尾氣在干燥圓筒中干燥至含水分2%-4%,得干燥混合精礦;7)每100重量份干燥后混合精礦添加3-5重量份CaO,混勻后用圓盤制粒機(jī)制成粒徑10mm-12mm顆粒料,送入回轉(zhuǎn)窯焙燒,窯頭負(fù)壓90Pa-110Pa,窯尾負(fù)壓170Pa-190Pa;高溫段焙燒溫度900℃-920℃,焙燒時(shí)間2.0小時(shí)-2.5小時(shí);焙燒完成后,出爐冷卻,再送入球磨機(jī)濕磨,得礦漿粒度-200目的物料為總礦漿重量的60%、重量比濃度50%的磨礦礦漿;8)磨礦礦漿調(diào)整重量比濃度至40%,按重量份加入焙燒礦量3%~5%的硫酸,在攪拌槽中攪拌浸出3小時(shí)-6小時(shí),維持pH2.0-2.5,礦漿過濾產(chǎn)生浸出液與浸出渣;焙燒礦量即干燥后混合精礦量焙燒后產(chǎn)出量,硫酸濃度98%;9)浸出液添加氧化劑雙氧水,每100體積份的浸出液添加0.8-1.2體積份的雙氧水,再加純堿調(diào)節(jié)pH7-7.5,除去SiO2、Al2O3、Fe,得凈化液;10)凈化液進(jìn)入717離子交換樹脂富集五氧化二釩;11)將富集了五氧化二釩的飽和樹脂用硫酸溶液解析,得每升溶液含五氧化二釩50g-100g的解析液;所用硫酸溶液濃度為每升硫酸溶液含硫酸180g-220g;12)沉釩加氧化劑雙氧水將解析液中的四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩,每100體積份的解析液添加1.8-2.2體積份的雙氧水,再用氨水調(diào)節(jié)pH2-2.5;加溫至90℃-95℃,維持該溫度2小時(shí)-3小時(shí),得沉淀物;13)紅釩煅燒沉淀物在500℃-550℃下煅燒2.5小時(shí)-3小時(shí),得粉狀V2O5產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述從低品位石煤釩礦提取五氧化二釩選冶方法,其特征在于,所述釩精礦為含釩量1.0%-1.5%的高品位釩精礦。全文摘要本發(fā)明提供了一種從低品位石煤釩礦提取V2O5的選冶綜合方法將石煤釩礦破碎磨細(xì),分級(jí)成粗、細(xì)二粒級(jí),粗粒級(jí)再磨再分級(jí),再分級(jí)的粗粒級(jí)產(chǎn)品添加煤油和松醇油(C10H17OH)浮選脫炭得炭精礦,再添加脈石抑制劑和釩礦物捕收劑獲得釩精礦。兩次分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品、浮選炭精礦和釩精礦作為混合精礦,浮選的底流作為尾礦?;旌暇V加CaO混勻制粒、焙燒,焙燒礦濕磨,加硫酸浸出,浸出液凈化、樹脂吸附、解析、沉釩、煅燒得V2O5,浸出渣洗滌后作建材添加劑。本工藝采用選礦富集釩礦物和無污染冶煉工藝相結(jié)合,減少了冶煉處理量,降低了冶煉投資和生產(chǎn)成本,選冶工藝V2O5收率達(dá)74.23%。生產(chǎn)成本合理,環(huán)境友好。文檔編號(hào)C01G31/02GK101798113SQ20101011468公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2010年2月26日優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日發(fā)明者劉景槐,盧東方,葉從新,吳海國,姚金江,寇曉航,張麗敏,李婕,楊建強(qiáng),連民杰,馬毅敏,魏黨生申請(qǐng)人:中鋼礦業(yè)開發(fā)有限公司;湖南有色金屬研究院;中鋼集團(tuán)湖南鳳凰礦業(yè)有限公司