CN101787448B - 一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺 - Google Patents

一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺，本发明具有如下的有益效果：1、用工业硫化钠活化石煤矿中黄铁矿，改善和提高硫矿物的可浮性，得到高品位和较高回收率的硫精矿；2、用工业氢氟酸协同硫酸浸出含钒石煤矿中的钒，与单独使用硫酸浸出含钒石煤矿中的钒的工艺比较，可以节约硫酸用量5％-15％；3、用螺旋溜槽进行碳的分选，不需要添加化学药剂，碳回收的成本低，碳精矿的品位较高。

Description

一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺
技术领域
本发明涉及一种高碳高硫含钒石煤的综合利用新工艺。
背景技术
含钒石煤矿是我国作为钒的单独矿床开采的主要含钒资源，部分石煤中硫含量和碳含量较高，具有回收利用价值。石煤中的钒以V(III)为主，有部分V(IV)，很少见V(V)。由于V(III)的离子半径(74pm)与Fe(II)的离子半径(74pm)相等，与Fe(III)的离子半径(64pm)也很接近，因此，V(III)几乎不生成本身的矿物，而是以类质同象存在于含钒云母、高岭石等铁铝矿物的硅氧四面体结构中。石煤中的钒只有在高温和添加剂的作用下，才能转变为可溶性的五价钒。我国从20世纪60年代开始对石煤提钒进行研究，70年代开始工业生产，所使用的工艺均为钠化焙烧(NaCl)-水浸或酸浸工艺。这种工艺存在两个严重缺陷，一是因为焙烧过程生成Cl2、HCl、SO2混合气体而造成环境污染，二是钒回收率普遍为45-55％，使50％左右的钒矿资源得不到有效利用而浪费。
为改变和取代钠化焙烧工艺，科技工作者进行了钙法焙烧、空白焙烧、湿法酸浸等新工艺的研究。湿法酸浸工艺不需焙烧，石煤矿石可以湿磨，适合大规模生产，因此成为石煤提钒研究的重点。湿法酸浸提钒工艺的基础理论研究也有一些进展。石煤提钒要解决的关键问题是在提高V2O5浸出率和回收率的前提下，如何降低消耗和避免环境污染，研究方向应该是开发低消耗低成本的清洁生产工艺。
石煤矿中含有较高品位的碳和硫时，碳一般以单质炭的形式存在，硫一般以黄铁矿或硫铁矿形式存在。石煤中硫的回收还没见报道，碳的回收一般采用浮选方法进行研究，生产实践中碳的回收还没见成功实例的报道。因此，在提取石煤中钒的同时，开发高碳高硫含钒石煤中的碳和硫回收新工艺具有积极的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺。
本发明的目的是通过如下方式实现的：一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺：
1)将固定碳含量大于等于15.0％、硫含量大于等于2.5％的高碳高硫含钒石煤矿破碎、湿式磨矿至粒度小于0.10mm，磨矿得到水与含钒石煤矿的体积质量比为1～3∶1的矿浆；
2)在矿浆加入工业硫化钠并搅拌2min～10min，加入捕收剂工业乙黄药和起泡剂工业松醇油并搅拌2min～10min，浮选刮泡4min～8min，得到硫含量大于等于35.0％的硫精矿；
3)硫浮选尾矿中加入工业硫酸和工业氢氟酸进行钒的浸出，浸出过程温度85℃～95℃，浸出时间2h～8h，浸出后采用机械过滤分离得到含钒浸出液；浸出渣用水调成固体含量为25％～35％的矿浆后，用螺旋溜槽进行碳的分选，得到碳含量45％～60％的碳精矿。
4)工艺过程中的化工原料消耗，按每吨石煤原矿计算，工业硫化钠用量为0.5Kg～3.0Kg，乙黄药用量为0.1Kg～0.5Kg，松醇油用量为0.1Kg～0.4Kg，工业硫酸用量为100Kg～200Kg，工业氢氟酸用量为30Kg～100Kg。
本发明具有如下的有益效果：1、用工业硫化钠活化石煤矿中黄铁矿或硫铁矿，改善和提高硫矿物的可浮性，得到高品位和较高回收率的硫精矿；2、用工业氢氟酸协同硫酸浸出含钒石煤矿中的钒，与单独使用硫酸浸出含钒石煤矿中的钒的工艺比较，可以节约硫酸用量5％-15％；3、用螺旋溜槽进行碳的分选，不需要添加化学药剂，碳回收的成本低，碳精矿的品位较高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1 取浙江省常山县芳村石煤矿区的石煤矿，其中碳(C)含量为19.5％，硫(S)含量为3.40％，钒品位(以V2O5计)为0.96％。将石煤矿破碎、湿式磨矿至粒度小于0.10mm，磨矿得到的矿浆中水与石煤矿的体积质量比为2∶1，加入工业硫化钠并搅拌6min后，加入捕收剂工业乙黄药和起泡剂工业松醇油并搅拌5min，浮选刮泡8min，得到硫(S)含量37.5％的硫精矿。浮选尾矿中加入工业硫酸和工业氢氟酸进行钒的浸出，浸出过程温度95℃，浸出时间4h，浸出后采用机械过滤分离得到含钒浸出液，钒的浸出率82.5％。浸出渣用水调成固体含量为30％的矿浆后，用螺旋溜槽进行碳的分选，得到碳含量53.8％的碳精矿，碳回收率72.0％。工艺过程中的化工原料消耗，按每吨石煤原矿计算，工业硫化钠用量为0.75Kg，乙黄药用量为0.50Kg，松醇油用量为0.25Kg，工业硫酸用量为125Kg，工业氢氟酸用量为50Kg。
实施例2 取浙江省常山县东鲁石煤矿区的石煤矿，其中碳(C)含量为17.0％，硫(S)含量为2.85％，钒品位(以V2O5计)为1.02％。将石煤矿破碎、湿式磨矿至粒度小于0.10mm，磨矿得到的矿浆中水与石煤矿的体积质量比为2∶1，加入工业硫化钠并搅拌6min后，加入捕收剂工业乙黄药和起泡剂工业松醇油并搅拌5min，浮选刮泡6min，得到硫(S)含量35.5％的硫精矿。浮选尾矿中加入工业硫酸和工业氢氟酸进行钒的浸出，浸出过程温度90℃，浸出时间6h，浸出后采用机械过滤分离得到含钒浸出液，钒的浸出率85.0％。浸出渣用水调成固体含量为30％的矿浆后，用螺旋溜槽进行碳的分选，得到碳含量50.5％的碳精矿，碳回收率68.0％。工艺过程中的化工原料消耗，按每吨石煤原矿计算，工业硫化钠用量为0.50Kg，乙黄药用量为0.30Kg，松醇油用量为0.25Kg，工业硫酸用量为150Kg，工业氢氟酸用量为50Kg。

Claims (1)

1.一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺，其特征在于：
1)将固定碳含量大于等于15.0％、硫含量大于等于2.5％的高碳高硫含钒石煤矿破碎、湿式磨矿至粒度小于0.10mm，磨矿得到水与含钒石煤矿的体积质量比为1～3∶1的矿浆；
2)在矿浆加入工业硫化钠并搅拌2min～10min，加入捕收剂工业乙黄药和起泡剂工业松醇油并搅拌2min～10min，浮选刮泡4min～8min，得到硫含量大于等于35.0％的硫精矿；
3)硫浮选尾矿中加入工业硫酸和工业氢氟酸进行钒的浸出，浸出过程温度85℃～95℃，浸出时间2h～8h，浸出后采用机械过滤分离得到含钒浸出液；浸出渣用水调成固体含量为25％～35％的矿浆后，用螺旋溜槽进行碳的分选，得到碳含量45％～60％的碳精矿；
4)工艺过程中的化工原料消耗，按每吨石煤原矿计算，工业硫化钠用量为0.5kg~3.0kg，乙黄药用量为0.1kg~0.5kg，松醇油用量为0.1kg~0.4kg，工业硫酸用量为100kg~200kg，工业氢氟酸用量为30kg~100kg。 
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