CN101935768B - 一种石煤提钒碳综合回收方法 - Google Patents
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Abstract
一种石煤提钒碳综合回收方法，首先，将石煤经磨矿，加水调浆，同时加入脉石和黄铁矿的抑制剂、浮选捕收剂，维持矿浆pH值在9-11.5，浮选得到富碳钒精矿和尾矿；然后，将富碳钒精矿，按其酸溶性物质与硫酸反应化学计量数的1.0-3.0倍加入硫酸，采用常压酸浸，或压力酸浸，或低温硫酸化焙烧后水浸，过滤得到钒浸出液和提钒渣；所述钒浸出液用于提钒；提钒渣可作为燃料-煤粉出售。本发明可提高资源的综合利用率及提钒综合经济效益，降低石煤提钒的工业开采品位。钒提取率高，环境友好。石煤浮选得到的富碳钒精矿提钒后产生的煤粉含钒含硫低，有效降低石煤燃烧时对燃烧器的腐蚀及烧渣对燃烧器的磨损，同时降低烟气脱硫净化成本。适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种石煤提钒碳综合回收方法。
背景技术
石煤是一种典型的含碳页岩，其中除含有大量的碳以外，还含有钒、铝、铁、钼、镍、硫等多种元素。当V2O5的含量达到0.7％以上，石煤通常是作为钒矿开采。我国石煤资源极为丰富，石煤提钒的工艺很多，如石煤钠化焙烧-水浸提钒、石煤氧化焙烧-酸浸提钒、石煤氧化焙烧-碱浸提钒、石煤直接酸浸提钒等，但在很多情况下石煤提钒过程碳被白白的浪费。石煤的热值一般只有800-1200大卡/公斤，虽然掺入一定量的煤燃烧后，其热量可加以利用，且燃烧产生的烟灰可用于提钒，但含钒石煤直接燃烧存在燃烧设备腐蚀严重，燃烧产生的烟气含大量SO2，烟气治理成本高，烟尘中钒的富集率低等缺陷。因此，也有人做过石煤选矿的尝试，但所开展的石煤选矿是以浮选分离含碳矿物作为目标，获得浮选碳精矿，钒富集在除碳后的尾矿中，未考虑碳和钒混合浮选获得富碳钒精矿的可能性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种石煤提钒碳综合回收方法，降低石煤提钒生产成本，保护环境，实现石煤提钒过程综合回收其中的碳和其他有价元素。
本发明一种石煤提钒碳综合回收方法，包括下述步骤：
第一步：浮选富碳钒精矿
石煤经磨矿至小于0.074mm粒级的含量占50％～75％，加水控制矿浆浓度为30％，加入脉石和黄铁矿的抑制剂、浮选捕收剂，维持矿浆pH值在9～11.5，按“先粗后扫再精”的选矿流程，浮选得到富碳钒精矿和尾矿；
第二步：提钒碳
将第一步所得富碳钒精矿采用硫酸浸出，硫酸的加入量按其与富碳钒精矿中酸溶性物质反应化学计量数的1.0～3.0倍加入，浸出工艺为常压酸浸，或压力酸浸，或低温硫酸化焙烧后水浸，浸出结束后过滤得到钒浸出液和提钒渣；
所述钒浸出液用于提钒；
所述提钒渣按液固比(1.0～5.0)∶1加选矿尾水或提钒后液或自来水，同时搅拌加入CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NaOH、NaHCO3、Na2CO3及氨水中的至少一种，调pH至6.0～9.0，0-80℃搅拌0.5～3.0小时，使酸浸渣中残余的硫酸和硫酸盐进入溶液，过滤得到煤粉和洗水。
本发明中，在第一步所得尾矿中加入硫酸调整矿浆pH值6-8，以丁基黄药为捕收剂，捕收剂用量为0.1-0.8kg/t，以2#油为起泡剂，起泡剂用量为0.1-1kg/t，按“先粗后扫再精”的选矿流程，浮选得到硫精矿和最终尾沙；硫精矿送加工厂综合回收其中的有价元素，尾沙堆存或用于矿山回填。
本发明第一步中，所述脉石和黄铁矿的抑制剂加入量为每吨石煤矿加入0.5～5kg。
本发明第一步中，所述脉石和黄铁矿的抑制剂为：石灰、水玻璃、碳酸钠中的至少一种；
本发明第一步中，所述浮选捕收剂为非极性油类、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂中的至少一种。
本发明第一步所述浮选捕收剂中，非极性油类选自煤油、柴油中的一种；所述阴离子型表面活性剂选自油酸、氧化石蜡皂中的一种；所述阳离子型表面活性剂选自十二胺、醚胺中的一种。
本发明第二步中，所述常压酸浸，压力酸浸及低温硫酸化焙烧工艺参数为：
常压酸浸是在所述富碳钒精矿中加入水和酸，控制液固重量比为：(1.0～5.0)∶1，于80～105℃常压搅拌浸出3～30小时；
压力酸浸是在所述富碳钒精矿加入水和酸，控制液固重量比为：(1.0～2.5)∶1，密闭加热至125～185℃，搅拌浸出1.5～5.5小时；
低温硫酸化焙烧是将所述富碳钒精矿加酸混合物，经150～250℃硫酸化焙烧0.5～2.5小时后，再在焙砂中加入水，控制液固重量比为：(1.0～5.0)∶1，加热至60～100℃搅拌浸出0.5～1.5小时。
本发明中，第二步所得洗水返回石煤选矿或提钒工序循环使用；所得煤粉作为燃料出售。
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：
1、石煤采用选冶联合工艺提取其中的钒，不仅可提高资源的综合利用率，及提钒综合经济效益，而且能降低石煤提钒的工业开采品位。
2、石煤选矿后提钒，由于碱性脉石减少，易于酸分解，钒提取率高，矿石分解过程不需要加入其他添加剂，单位精钒的酸耗仅为石煤直接提钒的1/2-2/3，提钒后液净化后可循环使用，环境友好。
3、石煤浮选得到的富碳钒精矿提钒后产生的煤粉含钒含硫都很低，有效避免了石煤燃烧过程硫和钒对燃烧器的腐蚀，并显著降低了石煤烧渣对燃烧器的磨损及燃烧烟气脱硫的净化成本。
综上所述，本发明可提高资源的综合利用率及提钒综合经济效益，降低石煤提钒的工业开采品位。钒提取率高，环境友好。石煤浮选得到的富碳钒精矿提钒后产生的煤粉含钒含硫都很低，有效避免了石煤燃烧过程硫和钒对燃烧器的腐蚀，并显著降低石煤烧渣对燃烧器的磨损及燃烧烟气脱硫的净化成本。适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
粒度小于0.074mm占60％、加水控制矿浆浓度为30％的石煤矿浆，按每吨石煤加入1000g石灰、1000g水玻璃、300g抑制剂TP-5、300g煤油的比例加入药剂，经过“一粗一扫三精”选矿流程得到富碳钒精矿；选碳钒后的尾矿按每吨石煤2000g硫酸、1000g水玻璃、300g丁基黄药，100g2#油的比例加入药剂，按“一粗一扫两精”选矿流程得到硫精矿和最终尾矿；富碳钒精矿按每吨精矿加入160kg硫酸，液固比1.5∶1，95℃常压搅拌浸出6小时，过滤得到浸出液和浸出渣；浸出液用于提钒，浸出渣按液固比2∶1加入选矿尾水，同时加入氢氧化钠调pH至9.0，室温搅拌1小时后过滤脱水得煤粉和洗水。石煤提钒碳综合利用的实验结果如下：
实施例2
粒度小于0.074mm占65％、加水控制矿浆浓度为33％的石煤矿浆，按每吨石煤加入1500g石灰、800g水玻璃、500g抑制剂TP-5、500g柴油的比例加入药剂，经过“一粗一扫三精”选矿流程得到富碳钒精矿；选碳钒后的尾矿按每吨石煤2000g硫酸、500g水玻璃、300g丁基黄药，100g2#油的比例加入药剂，按“一粗一扫两精”选矿流程得到得到硫精矿和最终尾矿；富碳钒精矿按每吨精矿加入200kg硫酸，液固比1.3∶1，165℃氧压浸出2小时，过滤得到浸出液和浸出渣；浸出液用于提钒，浸出渣按液固比3∶1加入实施例1的提钒后液，同时加入碳酸氢钠调pH至8.5，45℃搅拌1小时后过滤脱水得煤粉和洗水。石煤提钒碳综合利用的实验结果如下：
实施例3
粒度小于0.074mm占70％、加水控制矿浆浓度为30％的石煤矿浆，按每吨石煤加入1000g碳酸钠、800g水玻璃、500g抑制剂TP-5，400g煤油的比例加入药剂，经过“一粗一扫三精”选矿流程得到富碳钒精矿；选碳钒后的尾矿按每吨石煤1000g硫酸、1000g水玻璃、200g丁基黄药，150g2#油的比例加入药剂，按“一粗二扫三精”选矿流程得到得到硫精矿和最终尾矿；富碳钒精矿按每吨精矿加入180kg硫酸，240℃低温硫酸化焙烧然1小时后，再按液固比3∶1加水90℃搅拌浸出1小时，过滤得到浸出液和浸出渣；浸出液用于提钒，浸出渣按液固比4∶1加入自来水，同时加入氨水调pH至7.5，室温搅拌1小时后过滤脱水得煤粉和洗水。石煤提钒碳综合利用的实验结果如下：
Claims (3)
1.一种石煤提钒碳综合回收方法，包括下述步骤：
第一步：浮选富碳钒精矿
石煤经磨矿至小于0.074mm粒级的含量占50％-75％，加水控制矿浆浓度为30％，同时加入脉石和黄铁矿的抑制剂、浮选捕收剂，维持矿浆pH值在9-11.5，按“先粗后扫再精”的选矿流程，浮选得到富碳钒精矿和尾矿；
所述脉石和黄铁矿的抑制剂为：石灰、水玻璃、碳酸钠中的至少一种；所述脉石和黄铁矿的抑制剂加入量为每吨石煤矿加入0.5～5kg；所述浮选捕收剂为非极性油类、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂中的至少一种；所述非极性油类浮选捕收剂选自煤油、柴油中的一种；所述阴离子型表面活性剂选自油酸、氧化石蜡皂中的一种；所述阳离子型表面活性剂选自十二胺、醚胺中的一种；
第二步：提钒碳
将第一步所得富碳钒精矿采用硫酸浸出，硫酸的加入量按其与富碳钒精矿中酸溶性物质反应化学计量数的1.0～3.0倍加入，浸出工艺为常压酸浸，或压力酸浸，或低温硫酸化焙烧后水浸，浸出结束后过滤得到钒浸出液和提钒渣；
所述常压酸浸，压力酸浸及低温硫酸化焙烧后水浸的工艺参数为：
常压酸浸是在所述富碳钒精矿中加入水和酸，控制液固重量比为：(1.0～5.0)∶1，于80～105℃常压搅拌浸出3～30小时；
压力酸浸是在所述富碳钒精矿中加入水和酸，控制液固重量比为：(1.0～2.5)∶1，密闭加热至125～185℃，搅拌浸出1.5～5.5小时；
低温硫酸化焙烧是将所述富碳钒精矿加酸混合物，经150～250℃硫酸化焙烧0.5～2.5小时后，再在焙砂中加入水，控制液固重量比为：(1.0～5.0)∶1，加热至60～100℃搅拌浸出0.5～1.5小时；
所述钒浸出液用于提钒；
所述提钒渣按液固比(1.0～5.0)∶1加选矿尾水或提钒后液或自来水，同时搅拌加入CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NaOH、NaHCO3、Na2CO3及氨水中的至少一种，调pH至6.0～9.0，0-80℃搅拌0.5～3.0小时，使酸浸渣中残余的硫酸和硫酸盐进入溶液，过滤得到煤粉和洗水。
2.根据权利要求1所述的一种石煤提钒碳综合回收方法，其特征在于：在第一步所得尾矿中加入硫酸调整矿浆pH值6-8，以丁基黄药为捕收剂，捕收剂用量为0.1-0.8kg/t，以2#油为起泡剂，起泡剂用量为0.1-1kg/t，按“先粗后扫再精”的选矿流程，浮选得到硫精矿和最终尾沙；硫精矿送加工厂综合回收其中的有价元素，尾沙堆存或用于矿山回填。
3.根据权利要求2所述的一种石煤提钒碳综合回收方法，其特征在于：第二步所得洗水返回石煤选矿或提钒工序循环使用；所得煤粉作为燃料出售。
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