CN104907163A - 一种细粒嵌布的含钒炭质页岩的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细粒嵌布的含钒炭质页岩的选矿方法，该含钒炭质页岩中嵌布粒度小于0.019mm的钒云母占总钒云母质量的50％以上，该选矿方法包括以下步骤：(a)将破碎好的原矿进行粗磨，得粗磨磨矿产品；(b)对粗磨磨矿产品进行筛分分级，分级后得到+0.074mm的粗粒级矿料和-0.074mm细粒级矿料；粗粒级矿料进行再磨后与-0.074mm的细粒级矿料合并；(c)在上述合并的矿料中加入pH调整剂，调节pH至5～6；将脉石矿物抑制剂和钒矿物捕收剂分为6～12次进行添加到矿浆中，每次添加完浮选药剂得浮选矿浆后，再通过分段粗选、钒精选和钒扫选获得钒精矿。该方法可以进行细粒嵌布的含钒炭质页岩选矿，可有效提高选矿指标，且可降低选矿成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种细粒嵌布的含钒炭质页岩的选矿方法，属于钒矿选矿领域。
背景技术
钒以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、航空、化工工业等部门。含钒炭质页岩是我国钒资源的主要类型之一。传统的含钒炭质页岩提取钒的方法有直接酸(碱)浸、钠化焙烧、氧化焙烧、钙化焙烧等工艺。据统计，含钒炭质页岩中V2O5品位主要介于0.5～1.2％，由于品位低，采用上述工艺都涉及到辅助材料如酸、碱的消耗量大(按照原矿质量百分比计算，酸碱的消耗量高达15％～20％)，污染严重，提钒成本高的问题。然而随着工业发展的消耗，V2O5品位相对较高的、易处理的矿产资源越来越少。低品位含钒炭质页岩资源由于V2O5品位较低，采用传统直接冶炼工艺进行钒的提取，生产成本较高，造成了资源的极大浪费。因此，在钒冶炼之前，通过合理的选矿方法将V2O5进行富集，使V2O5含量提升一倍以上，并抛掉一倍以上的极低品位的脉石矿物，则将大大降低冶炼过程中酸碱等辅助材料的消耗，减少环境污染，降低提钒成本。可见含钒碳质页岩的选矿成为其可持续利用的关键。
微细粒嵌布是指嵌布粒度小于0.019mm的目的矿物含量占50％以上，由于嵌布粒度细，如采用一段磨矿通常需要磨矿成100％小于0.010mm的微细粒才有可能实现含钒炭质页岩的100％单体解离。然而直接将矿物磨至此粒度，会严重影响后续浮选作业，主要原因如下：微细粒矿物由于微粒表面能显著增强，在一定条件下，不同矿物微粒之间容易发生互凝作用而形成非选择性聚集，从微粒与介质的作用看，微粒具有大的比表面积和表面能，因此，具有较高的药剂吸附能力，吸附选择性差，表面溶解度增大，使矿浆“难免离子”增加质量小易被水流机械夹带和泡沫机械夹带，从微粒与气泡的作用看，由于接触效率及粘着效率降低，使气泡对矿粒的捕获率下降，同时产生气泡的矿泥“装甲”现象，影响气泡的运载量。上述种种行为，引起矿泥的罩盖、吸附、矿浆充气变差等问题，从而导致细粒浮选速度变慢、选择性变坏、回收率降低、浮选指标明显恶化的主要原因。
本发明专利采用阶段磨矿的方式，在尽可能实现含钒矿物解离的同时，降低了矿泥含量，从而提高了浮选效率，降低了生产能耗。采用分段浮选的方式，尽可能降低了细泥对分选作业的影响，提高了分选指标。
申请号为CN200810302035.5中国专利公开了一种从含钒炭质页岩中提取钒的方法，该方法是利用盐酸和氟硅酸作为主要浸出药剂，将钒变为可溶性的离子，实现钒的富集，属于含钒炭质页岩冶金领域。这种方法直接处理原矿，建厂规模大，需要消耗大量的化学药剂，成本较高。
发明内容
本发明目的是提供一种细粒嵌布含钒炭质页岩的选矿方法，克服现有技术中细粒嵌布炭质页岩矿选矿过程中细泥含量高、选别指标差、选矿成本高等问题。
本发明的技术方案是，提供一种细粒嵌布的含钒炭质页岩的选矿方法，该含钒炭质页岩中嵌布粒度小于0.019mm的钒云母占总钒云母质量的50％以上，该选矿方法包括以下步骤：(a)将破碎好的原矿进行粗磨至-0.074mm的矿料重量占总原矿矿料重量的40～55％，得粗磨磨矿产品；(b)对粗磨磨矿产品进行筛分分级，分级粒度为0.074mm，分级后得到+0.074mm的粗粒级矿料和-0.074mm细粒级矿料；粗粒级矿料进行再磨至-0.074mm的矿料重量占粗粒级矿料总重量的70～85％后与-0.074mm的细粒级矿料合并；(c)在上述合并的矿料中加入pH调整剂，调节pH至5～6；再加入脉石抑制剂和捕收剂，制成浮选矿浆，再通过分段粗选、钒精选和钒扫选获得钒精矿。
进一步地，所述分段粗选分为6～12段，所述脉石抑制剂和捕收剂在每段粗选前加入。
进一步地，每吨矿料中每段加入20～200g脉石抑制剂。
进一步地，每吨矿料中每段加入10～50g十六烷基三甲基氯化铵。
进一步地，所述脉石抑制剂由质量比为1︰0.9～1.1的氟硅酸钠与水玻璃组成。
进一步地，所述捕收剂为十六烷基三甲基氯化铵。
进一步地，所述pH调整剂为硫酸。
进一步地，所述分段粗选收集的精矿合并进行一次钒精选。
含钒炭质页岩中钒主要以类质同象的形式赋存于云母类矿物中，主要脉石矿物为石英、蛋白石，云母类矿物的比重和嵌布粒度都低于石英，磨矿筛分产品中钒将随着云母类矿物在细泥级产品中有所富集。
细粒嵌布含钒炭质页岩原矿钒云母类矿物的嵌布粒度小，原矿中嵌布粒度小于0.019mm的钒云母占50％以上。理论上，如采用一段磨矿通常需要磨矿成100％小于0.010mm的微细粒，才能使钒云母完全解理出来。由于钒云母硬度较低，采用传统的一段磨矿方式，必然会导致一部分钒云母发生过磨，且导致矿浆中存在大量的细泥。细泥由于粒级小，比表面积大，表面能显著增加，在一定条件下，不同矿物的表面间容易发生非选择性的互相凝结。另一方面，由于细泥的比表面能增加，使得各种矿物对浮选药剂的吸附能力均增加，从而增加了矿物的分选难度，大幅度增加了药剂用量。
本发明为利用阶段磨矿(粗磨+再磨)的选矿方法，由于钒云母硬度较主要脉石石英硬度低很多，第一段磨矿粗磨至-0.074mm占总矿料40～55％时，已有30％以上的钒云母优先于脉石矿物实现单体解离，富集于-0.037mm粒级中。因此，将第一段磨矿细度确定为-0.074mm占总矿料的40～55％，产品进入分级作业将其中的-0.037mm细粒级矿物预先分级直接送入浮选作业。分级后的+0.037mm粗粒级产品进入再磨作业，磨矿至-0.074mm占粗粒级总量的70～85％时，粗粒级中80％以上的钒云母实现了单体解离，第二段磨矿细度确定为-0.074mm占70～85％。与传统的一段磨矿方式相比，石煤钒矿阶段磨矿，在粗磨条件下预先将已经解离的一部分含钒矿物筛分出来，大幅度的降低了进入二段磨矿作业的矿量，从而有效的降低了磨矿成本；同时，在低成本条件下实现了含钒矿物的单体解离，避免了已经解离的这部分含钒矿物发生过磨，减少了细泥的产生，提高了后续浮选作业时含钒矿物与脉石矿物的分离作业的分选效率。
进一步地采用分段浮选的选别方式，浮选药剂分批添加到各个粗选作业之前，避免了药剂因一次性添加导致的泡沫过粘现象的发生，减少了泡沫中脉石矿物的夹带量。相比于常规的粗选药剂一次添加的加药方式，在保证了粗选钒回收率的同时，可将钒精矿的富集比提高1倍以上。除特别说明的外，本发明中的百分数均指质量百分数。
本发明采用阶段磨矿和分段加药的相结合的方法，可以进行细粒嵌布的含钒炭质页岩选矿，可有效提高选矿指标，且可降低选矿成本。本发明提供的捕收剂使用十六烷基三甲基氯化铵，与常规的阳离子捕收剂十二胺相比，其碳链较长，钒浮选回收率较高，减少了浮选时间。
附图说明
图1是本发明提供的一种细粒嵌布的含钒炭质页岩选矿工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种细粒嵌布含钒炭质页岩的选矿方法，其原矿为陕西某低品位石煤钒矿，矿石中可回收的有价组分主要为五氧化二钒，矿石中五氧化二钒含量为0.73％。矿石的原矿组成和矿石的钒云母嵌布粒度分别见下表1和表2：
表1 原矿组成成分
| V2O5 | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | TFe | TC | S |
| 0.73 | 6.65 | 3.42 | 68.48 | 15.89 | 2.66 | 1.31 | 0.31 |
表2 矿石的钒云母嵌布粒度分布结果表
云母类矿物的嵌布粒度小，其中0.010～0.019mm范围占60％,0.006～0.010mm范围的占21.92％，属极细粒级嵌布。单纯从嵌布粒度来看，欲使78.08％左右的云母类矿物呈单体产出，要选择-10μm(0.01mm)的磨矿细度；欲使100％云母类矿物呈单体产出，要选择-6μm(0.006mm)的磨矿细度。
本实施方式的工艺流程如下：
(a)将原矿破碎到粒径-3mm，首先球磨至-0.074mm矿料重量占该球磨矿料总重量50％；
(b)对磨矿后产品采用筛分分级方式，分级粒度为0.074mm；+0.074mm产品送入球磨机进行再磨至-0.074mm矿料重量占该球磨矿料总重量80％；
(c)将再磨后产品与-0.074mm产品合并调浆，添加硫酸为pH调整剂，调节pH至5.5。分8次加入氟硅酸钠和水玻璃作为脉石抑制剂与十六烷基三甲基氯化铵作为捕收剂，每次添加的氟硅酸钠、水玻璃的用量均各为80g/t，每次添加的捕收剂十六烷基三甲基氯化铵用量为30g/t，调浆充气后，刮出泡沫产品为钒粗精矿，槽内产品为尾矿。8段钒粗精矿合并进行精选得到的泡沫产品为钒精矿。本实施方式得到的钒精矿品位达到2.5％，V2O5回收率80％。
Claims (8)
1.一种细粒嵌布的含钒炭质页岩的选矿方法，其特征在于，该含钒炭质页岩中嵌布粒度小于0.019mm的钒云母占总钒云母质量的50％以上，该选矿方法包括以下步骤：
(a)将破碎好的原矿进行粗磨至-0.074mm的矿料重量占总原矿矿料重量的40～55％，得粗磨磨矿产品；
(b)对粗磨磨矿产品进行筛分分级，分级后得到+0.074mm的粗粒级矿料和-0.074mm细粒级矿料；粗粒级矿料进行再磨至-0.074mm的矿料重量占粗粒级矿料总重量的70～85％后与-0.074mm的细粒级矿料合并；
(c)在上述合并的矿料中加入pH调整剂，调节pH至5～6；再加入脉石抑制剂和捕收剂，制成浮选矿浆，再通过分段粗选、钒精选和钒扫选获得钒精矿。
2.如权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述分段粗选分为6～12段，所述脉石抑制剂和捕收剂在每段粗选前加入。
3.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，每吨矿料中每段加入20～200g脉石抑制剂。
4.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，每吨矿料中每段加入10～50g十六烷基三甲基氯化铵。
5.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述脉石抑制剂由质量比为1︰0.9～1.1的氟硅酸钠与水玻璃组成。
6.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述捕收剂为十六烷基三甲基氯化铵。
7.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述pH调整剂为硫酸。
8.如权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述分段粗选收集的精矿合并进行一次钒精选。
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