CN104138806A - 一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法 - Google Patents

一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法；属于选冶联合技术领域，本发明以V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％的低碳石煤矿为原料，在分别对碳、钒进行浮选富集后，通过浸出得到了燃烧值为2400-3100cal/g的工业燃料，以及富钒溶液，富钒溶液经过净化、解析、沉钒、煅烧得到V2O5，本工艺采用浮选富集石煤中的碳和钒，进行无污染的冶炼工艺，减少了冶炼处理量，同时充分利用了石煤中的碳资源，降低了生产成本和投资成本，总的V2O5回收率可达78％-82％。碳的利用可达70-85％。本发明能处理V2O5的品位低的低碳石煤矿，具有生产成本低，环境友好等优势，便于产业化应用。

Description

一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法
技术领域：
本发明涉及一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法；属于选冶联合技术领域。
技术背景：
我国的大部分石煤钒矿属于多金属伴生矿物，品位低且组成复杂，其中不仅含有钒，同时还含有大量碳、铝、钾、锌、镁、铁、钡、钙等元素。传统钠化焙烧提钒工艺，仅提取其中的钒，而且钒的回收率不足50％，既浪费了石煤中的碳元素，也无法回收石煤钒矿中其他有价元素，而且杂质元素对钒回收的影响很大，焙烧过程中会产生大量的氯气、氯化氢等有毒气体，严重污染环境。由于石煤原矿中V2O5含量普遍较低，在提钒浸出工序中需要大量的硫酸和助浸剂，而且钒矿中的碳流入尾矿白白浪费。
随着钒价格的降低和冶炼成本的提高，含钒石煤选矿预富集工艺的研究越来越受到重视。我国的石煤选矿研究开始于20世纪80年代，针对碳质石煤矿的选矿主要是重选富集钒、焙烧脱碳-浮选钒及重选-浮选联合流程。重选的工艺简单，但是分选效率比较低，适用范围较小。焙烧脱碳-浮选工艺由于焙烧过程能耗高、污染大，不利于环境的保护，同时生产成本也极高。重选-浮选联合工艺，由于其没有考虑到石煤中碳的回收利用，造成了很大的浪费，同时现有浮选技术一般是采用碳和钒混合浮选，由于绝大多数石煤中的钒以云母、高岭土、氧化铁等矿物质存在，其中碳和钒的品位相对都比较低，而且钒矿物不会完全和碳一起富集，所以碳和钒混合浮选效果不明显。即使原矿经重选和/或浮选得到碳精矿，如果该碳精矿不经过处理，直接燃烧会严重腐蚀设备，燃烧产生的烟气含大量SO2，环境污染严重。
目前采用低碳石煤矿为原料，通过先浮选出碳、再浮选出钒的技术在相关文献中还未见报道。
发明内容
本发明针对现有工艺存在的成本高、资源浪费严重的问题，提供一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，包括下述步骤：
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％-45％，加水调浆，配制原矿质量百分浓度为25％-35％的浆料；所述原矿中V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入1000-1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.1-1.6倍；在实际操作过程中，碳粗精矿为该段浮选所得上浮产物；碳粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％-30％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140-300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9-2.6倍；在实际操作过程中，碳精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳精选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0-1.6倍；在实际操作过程中，碳扫选精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳扫选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；
步骤五 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加入150-200g的比例加入；所述钒精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的4.2-5.9倍；在实际操作过程中，钒精矿1为该段浮选所得上浮产物；第一段钒粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；
步骤六 第二段钒粗选
往步骤五所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；钒捕收剂按每吨原矿加入75-100g的比例加入；所述钒精矿2中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的2.6-4.5倍。在实际操作过程中，钒精矿2为该段浮选所得上浮产物；尾矿为该段浮选残留在浆料中的产物。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
步骤一中，所述原矿中碳的质量百分含量为11％-18％、V2O5的品位为0.65-0.9％；
步骤二、三、四中所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；所述起泡剂为松醇油；步骤二中，起泡剂按每吨原矿加入80-100g的比例加入；步骤三中，起泡剂按每吨原矿加入20-30g的比例加入；步骤四中，起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；
步骤二、三中所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；步骤二中，分散剂按每吨原矿加入800-1000g的比例加入；步骤三中，分散剂按每吨原矿加入200-300g的比例加入。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
步骤二所得碳粗精矿中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.25倍；
步骤三所得碳精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.2倍；
步骤四所得碳扫选精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.08倍；
步骤五所得钒精矿1中碳的质量百分含量小于等于5％、V2O5的品位为2.7-3.8％；
步骤六所得钒精矿2中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位为1.6-2.9％；所得尾矿中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位小于等于0.35％。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，步骤五中所述pH调节剂为硫酸或盐酸。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀，得到混合物，破碎至细度为-0.074mm的颗粒占混合物总质量的85-90％后，加水调浆至混合物的质量百分浓度为20-30％，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；
油类捕收剂按每吨原矿加入500-750g的比例加入；所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；
所述起泡剂为松醇油；起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；
所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；分散剂按每吨原矿加入100-150g的比例加入；
所述碳中矿中V2O5的品位1.45-1.65％；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.7-2.5倍、V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.5-0.8倍。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，浮选过程中，当浮选泡沫较大且带矿量很少时，该段浮选终止。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将碳精矿1与碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、12-16kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，得到浸出液1和浸出渣1；所述浸出渣1中碳的品位为28-38％，其燃烧值为2400-3100cal/g。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将碳中矿和步钒精矿1以及钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、25-30kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为8-10小时，得到浸出液2和浸出渣2；浸出渣2作为建材使用。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，所述钒精矿中V2O5品位为1.8-2.2％，为原矿中V2O5品位的2-3.4倍。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
将浸出液1与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V2O5。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，碳的总回收率为70-85％，钒的总回收率大于等于78％。
本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，尾矿占原矿总质量的35-45％。
原理和优势
本发明采用先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺，通过使用不同的浮选剂，基本实现了碳、钒的分离和富集，尽管在浮选碳时，会存在少量的钒进入碳中，但通过浸出完全可实现碳、钒的分离，将碳精矿进行单独浸出，不仅能够回收其中的钒，而且还能将有害元素硫除去，使得碳能够回收利用，而且燃烧时不会产生有毒气体，没有环境污染。本发明钒矿的入选品位低(最低可为0.65％)，采出来的原矿基本上都可以浮选利用，有效地克服企业原来采富(矿)弃贫(矿)、乱采乱挖现象，又能实现矿山的立体开发与整体治理，矿产资源充分利用。碳浮选所得碳精矿经酸浸提钒后，燃烧值为2400-3100cal/g，比原矿高出1700-2400cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用，这在一定程度上保护了自然环境。
本发明浮选富集碳的过程中，由于浆料内存在细小颗粒间的相互碰撞、结合、分离等过程，这会在脉石上造成细小的裂纹，而这些裂纹的存在，不仅方便了碳的浮选，也有利于钒的浮选，这就是本发明为什么要严格控制原料的粒度和细度的原因所在。本发明浮选碳时，采用的碳捕收剂和起泡剂由煤油、柴油、松醇油组成，这些组分通过协同作用，既有利于碳的浮选富集，也有利于脉石裂纹的扩展，这就为后续钒的浮选提供了必要条件。为了最大限度利用碳、钒资源，所以本发明对步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合后进行再次物理破碎，然后在扫选碳，物理破碎所造成的裂纹，在碳浮选机制的作用下，在最大限度保证了碳从脉石中脱出的同时实现了钒进入碳中，同时也为残留在脉石中的钒的浸出提供了有效的通道。
本发明通过钒的两段浮选，利用特殊的脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，通过钒粗选制度与碳粗选工艺的配合，利用来自原矿破碎过程以及碳粗选过程所产生的裂纹，极大的实现了钒从脉石中的分离，两段浮选后，抛除尾矿(尾矿占原矿总质量35％以上)，这样就大大节约了浸出过程中所用的硫酸以及后续工艺所需的石灰，这不仅节约了成本，而且减少了后续工艺中废渣的排放。同时由于抛除了尾矿，富集了钒，使得同等产能条件下，所用浸出剂、萃取剂就大大的减少，这不仅利于节约生产成本，而且有利于降低了环境污染的风险。同时本发明所得尾矿可做为建材使用，这在最大程度上实现了资源的合理应用。
总之本发明通过先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺，在碳浮选机制与钒浮选机制的有效协同作用下，实现了品位低V2O5的低碳石煤矿的选冶，为低品位的低碳石煤提供了一条实现工业化应用的途径，避开常规选冶V2O5时需要加入氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。同时本发明操作简单、成本低廉，便于实现连续化、产业化的应用。
附图说明
附图1为本发明所用选矿流程示意图；
从图1中可以看出，本发明采用的是先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺。
具体实施方式
实施例1
以陕西某石煤钒矿为原矿，其V2O5的品位为0.65％，碳的质量含量为14.4％，
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为25％的浆料；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入水玻璃作为分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入800g分散剂、1000g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1：1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为18％(为原矿中碳含量的1.25倍)、V2O5的品位为0.80％。
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入200g分散剂、140g碳捕收剂、20g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为28％(为原矿中碳含量的1.95倍)、V2O5的品位为0.75％。
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为15％(为原矿中碳含量的1.042倍)、V2O5的品位为0.70％。
步骤五 混合精选
将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿1与碳精选中矿总质量的85％后，加水调浆至碳扫选精矿1和碳精选中矿的质量百分浓度为20％，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入100g分散剂、500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.45％，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为25％(为原矿中碳含量的1.736倍)、V2O5的品位为0.45％。
步骤六 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入硫酸调节pH值，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂剂按每吨原矿加入200g脉石矿物抑制剂、150g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠；所述钒捕收剂为氯化十六烷基吡啶；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿1中碳的质量百分含量为4.35％、V2O5的品位为3.59％
步骤七 第二段钒粗选
往步骤六所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入100g脉石矿物抑制剂、75g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠；所述钒捕收剂为氯化十六烷基吡啶；所述钒精矿2中碳的质量百分含量为3.2％、V2O5的品位为2.8％；所述尾矿中碳的质量百分含量为4.0％、V2O5的品位为0.35％。尾矿占原矿总质量的32％。
将步骤三所得碳精矿1与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、12kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，得到浸出液1和浸出渣1；所述浸出渣1碳的品位为38％，其燃烧值为2400cal/g，比原矿高出1900cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿1以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1:1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、25kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为8小时，得到浸出液2和浸出渣2；浸出渣2作为建材使用。
将浸出液1与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V2O5。由于尾矿占原矿总质量的32％，使得浸出和后续处理矿量减少了32％以上，这大幅度降低了生产成本。
本实施例中，碳的总回收率为72％，钒的总回收率为78％。
从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。
实施例2
以新疆某石煤钒矿为原矿，其平均V2O5含量0.88％，碳含量为13.2％，
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的40％，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为33％的浆料；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入分散剂(由六偏磷酸钠与氟硅酸钠按质量比1：1混合组成)，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入850g分散剂、1200g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1：1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为20.2％(为原矿中碳含量的1.53倍)、V2O5的品位为0.79％。
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入250g分散剂、200g碳捕收剂、25g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为32％、V2O5的品位为0.79％。
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入550g碳捕收剂、45g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为16％、V2O5的品位为0.78％。
步骤五 混合精选
将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿1与碳精选中矿总质量的85％后，加水调浆至碳扫选精矿1和碳精选中矿的质量百分浓度为25％，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入120g分散剂、550g碳捕收剂、45g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.50％，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为27.5％、V2O5的品位为0.47％。
步骤六 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入盐酸调节pH值，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂剂按每吨原矿加入230g脉石矿物抑制剂、160g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠与氟硅酸钠按质量比3：1组成；所述钒捕收剂由氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷铵按质量比2:1组成；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿1中碳的质量百分为4.6％、V2O5的品位为3.8％。
步骤七 第二段钒粗选
往步骤六所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入115g脉石矿物抑制剂、80g钒捕收剂比例加入；所述钒精矿2中碳的质量百分含量为2.8％、V2O5的品位为2.5％；所述尾矿中碳的质量百分含量为3.5％、V2O5的品位为0.33％。尾矿占原矿总质量的35％。
将步骤三所得碳精矿1与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、14kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液1和浸出渣1；所述浸出渣1碳的品位为40％，其燃烧值为2800cal/g，比原矿高出2000cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿1以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1:1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、28kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液2和浸出渣2；浸出渣2作为建材使用。
将浸出液1与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V2O5。由于尾矿占原矿总质量的35％，使得浸出和后续处理矿量减少了35％以上，这大幅度降低了生产成本。
本实施例中，碳的总回收率为76％，钒的总回收率为75％。从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。
实施例3
以贵州某石煤钒矿为原矿，其平均V2O5含量0.72％，碳含量为11.5％，
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的35％，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为30％的浆料；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入分散剂(由六偏磷酸钠与氟硅酸钠按质量比1：1混合组成)，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入820g分散剂、1200g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1：1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为18％(为原矿中碳含量的1.565倍)、V2O5的品位为0.80％。
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入200g分散剂、140g碳捕收剂、20g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为30％、V2O5的品位为0.80％。
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为18％、V2O5的品位为0.70％。
步骤五 混合精选
将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿1与碳精选中矿总质量的85％后，加水调浆至碳扫选精矿1和碳精选中矿的质量百分浓度为25％，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入100g分散剂、500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.55％，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为26％、V2O5的品位为0.55％。
步骤六 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入盐酸调节pH值，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂剂按每吨原矿加入250g脉石矿物抑制剂、180g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为单宁；所述钒捕收剂为醚胺；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿1中碳的质量百分含量为4.70％、V2O5的品位为3.71％。
步骤七 第二段钒粗选
往步骤六所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入100g脉石矿物抑制剂、80g钒捕收剂比例加入；所述钒精矿2中碳的质量为3.1％、V2O5的品位为3.0％；所述尾矿中碳的质量百分含量为3.8％、V2O5的品位为0.35％。尾矿占原矿总质量的32％。
将步骤三所得碳精矿1与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、14kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液1和浸出渣1；所述浸出渣1碳的品位为32％，其燃烧值为2200cal/g，比原矿高出1200cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿1以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1:1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、12kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液2和浸出渣2；浸出渣2作为建材使用。
将浸出液1与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V2O5。由于尾矿占原矿总质量的33.5％，使得浸出和后续处理矿量减少了33.5％以上，这大幅度降低了生产成本。
本实施例中，碳的总回收率为75％，钒的总回收率为72％。
从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。

Claims (10)

1.一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％-45％，加水调浆，配制原矿质量百分浓度为25％-35％的浆料；所述原矿中V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入1000-1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.1-1.6倍；
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％-30％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140-300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9-2.6倍；
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0-1.6倍；
步骤五 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加入150-200g的比例加入；所述钒精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的4.2-5.9倍；
步骤六 第二段钒粗选
往步骤五所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；钒捕收剂按每吨原矿加入75-100g的比例加入；所述钒精矿2中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的2.6-4.5倍。
2.根据权利要求1所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
步骤一中，所述原矿中碳的质量百分含量为11％-18％、V2O5的品位为0.65-0.9％；
步骤二、三、四中所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；所述起泡剂为松醇油；步骤二中，起泡剂按每吨原矿加入80-100g的比例加入；步骤三中，起泡剂按每吨原矿加入20-30g的比例加入；步骤四中，起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；
步骤二、三中所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；步骤二中，分散剂按每吨原矿加入800-1000g的比例加入；步骤三中，分散剂按每吨原矿加入200-300g的比例加入。
3.根据权利要求2所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
步骤二所得碳粗精矿中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.25倍；
步骤三所得碳精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.2倍；
步骤四所得碳扫选精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.08倍；
步骤五所得钒精矿1中碳的质量百分含量小于等于5％、V2O5的品位为2.7-3.8％；
步骤六所得钒精矿2中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位为1.6-2.9％；所得尾矿中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位小于等于0.35％。
4.根据权利要求1所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：步骤五中所述pH调节剂为硫酸或盐酸。
5.根据权利要求1所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀，得到混合物，破碎至细度为-0.074mm的颗粒占混合物总质量的85-90％后，加水调浆至混合物的质量百分浓度为20-30％，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-750g的比例加入；
所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；
所述起泡剂为松醇油；起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；
所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；分散剂按每吨原矿加入100-150g的比例加入；
所述碳中矿中V2O5的品位1.45-1.65％；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.7-2.5倍、V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.5-0.8倍。
6.根据权利要求1或5所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：将碳精矿1与碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、12-16kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，得到浸出液1和浸出渣1；所述浸出渣1中碳的品位为28-38％，其燃烧值为2400-3100cal/g；
将碳中矿和钒精矿1以及钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、25-30kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95℃进行浸出，浸出时间为8-10小时，得到浸出液2和浸出渣2；浸出渣2作为建材使用。
7.根据权利要求6所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：所述钒精矿中V2O5品位为1.8-2.2％。
8.根据权利要求6所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
将浸出液1与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V2O5。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8任意一项所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：碳的总回收率为70-85％，钒的总回收率大于等于78％。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8任意一项所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：尾矿占原矿总质量的35-45％。
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