CN105018734A - 一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法。本发明通过添加钠盐，使钒在铁还原的过程中转化为可溶性钒酸盐，即钒的转化与铁的还原同时进行。通过水淬处理焙烧矿，不仅可充分利用其热量达到所需浸出温度，还可减少破碎及磨矿负荷，节省电耗。而后通过磨矿浸出，钒进入溶液，再根据磁性差异使用弱磁选分离铁与锰，从而实现铁钒锰的同步分离。本发明具有工艺简单、能耗低、金属回收率高的优点，可实现提钒尾渣的高效利用，可对提高钒钛磁铁矿的资源利用率起到重要作用。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法。
背景技术
钒钛磁铁矿是我国重要的矿产资源，是国内主要的钒钛材料的生产原料。目前高炉冶炼是钒钛磁铁矿的主要利用方式，该法使钒进入铁水经氧化吹炼形成钒渣用于提钒。
含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含氧化钒的渣子称为钒渣，钒渣提钒后的残渣成为提钒尾渣。因为钒渣中钒含量相对较低，并且钒渣提钒时添加剂的加入，提钒尾渣的产量与钒渣大致相当。钒渣焙烧处理过程中，由于液相硅酸盐对钒的包裹、部分钒尖晶石未被氧化以及焙烧后冷却时形成钒青铜等原因，钒渣中部分钒不能被浸出而留在提钒尾渣中。
同时，提钒尾渣中还含有铬、锰等重金属元素，及约占30％的铁，若不设法加以利用，不仅浪费资源，还会给企业带来环保压力，限制企业发展。然而提钒尾渣中成份复杂，各有价金属品位均不高，一些成份相互嵌布，分离利用困难，尾渣中残余的碱金属限制了其返高炉炼铁使用。
为了解决提钒尾渣带来的环保问题，充分利用资源。目前申请号为201010207295.1的中国专利指出将提钒尾渣配加还原剂、氧化钙、粘结剂造球，进行初步还原、熔炼及深还原得到炉渣和含钒的生铁，但是其未涉及铁、钒等金属的分离；申请号为201310472042.0的中国专利指出将提钒尾渣、还原剂、添加剂、粘结剂按比例混匀造球，金属化还原后磁选分离得到钒铬海绵铁和含钛炉渣。但是仍未涉及铁、钒等金属的分离。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提出一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法。该方法实现提钒尾渣中铁、钒、锰的分离富集，最终获得铁精粉、浸钒液及富锰尾矿，解决了提钒尾渣带来的环保问题，充分利用了资源。
[技术方案]
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
本发明通过添加钠盐，使钒在铁还原的过程中转化为可溶性钒酸盐，即钒的转化与铁的还原同时进行。通过水淬处理焙烧矿，不仅可充分利用其热量达到所需浸出温度，还可减少破碎及磨矿负荷，节省电耗。而后通过磨矿浸出，钒进入溶液，再根据磁性差异使用弱磁选分离铁与锰，从而实现铁钒锰的同步分离。浸钒液中的钠盐可以回收再次作为添加剂使用，富锰尾矿则可作为锰矿处理。
一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，它包括以下步骤：
A，造块
首先，将提钒尾渣加入添加剂、还原剂和粘接剂，制成球团或压块；
所述添加剂为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠中的一种或多种；
B，还原
然后，将步骤A制得的球团或压块干燥后，在温度为800～1300℃的条件下焙烧20～150min；
C，磨浸
接着，将步骤B处理得到的焙烧渣进行水淬后，立即将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，所述浸出的温度为60～95℃，浸出的时间为5～60min；
D，分离
最后，将步骤C得到的矿浆固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣继续进行磁选，得到铁精矿和富锰尾矿，所述磁选使用的磁场强度为0.1～0.3T。
本发明更进一步的技术方案，所述提钒尾渣是钒渣经钠化焙烧-水浸提钒后得到的尾渣。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述添加剂的添加量为提钒尾渣质量的2～35％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述还原剂为煤粉或焦粉，其添加量为提钒尾渣质量的2～15％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述粘接剂是膨润土、羧甲基纤维素、木质磺酸钙或生石灰，其添加量为提钒尾渣质量的0.2～3％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述水淬和磨浸时矿浆的质量浓度为10～35％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤D中，所述磁选是单段磁选或多段磁选。
下面将详细地说明本发明。
一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，它包括以下步骤：
A，造块
首先，将提钒尾渣加入添加剂、还原剂和粘接剂，制成球团或压块；
所述添加剂为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠中的一种或多种；
本发明中通过添加钠盐，使钒在铁还原的过程中转化为可溶性钒酸盐，即钒的转化与铁的还原同时进行。
B，还原
然后，将步骤A制得的球团或压块干燥后，在温度为800～1300℃的条件下焙烧20～150min；
根据热力学计算，在有钠盐存在的情况下，只需较弱的氧势即可将三价钒氧化为五价钒，并形成钒的可溶性钠盐。
本发明更进一步的优选实施方式，在步骤B中，所述还原是在温度为900～1200℃的条件下焙烧40～80min。
C，磨浸
接着，将步骤B处理得到的焙烧渣进行水淬后，立即将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，所述浸出的温度为60～95℃，浸出的时间为5～60min；
因为还原过程中使用相对较高的温度，水淬后立即进行球磨，在该过程中，水淬处理的焙烧矿仍然有一定的温度，因此可充分利用其热量达到所需浸出温度，同时还减少破碎及磨矿的负荷，节省电耗。本发明步骤C中的球磨和浸出是同时进行的。
本发明更进一步的优选实施方式，在步骤C中，所述浸出的时间为20～60min。
D，分离
最后，将步骤C得到的矿浆固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣继续进行磁选，得到铁精矿和富锰尾矿，所述磁选使用的磁场强度为0.1～0.3T。
本发明得到的浸钒液还可以进一步的进行调浆沉钒、固液分离得到钠盐和钒酸铵。钠盐可回收再次作为添加剂使用；钒酸铵可继续煅烧得到氧化钒和氨气，氨气回收用于调浆沉钒。本申请得到的富锰尾矿可作为锰矿处理。
由于提钒尾渣中的各有价金属品位均不高，因此需要较弱的磁场强度进行磁选以分离铁和锰，从而实现铁钒锰的同步分离。
本发明更进一步的技术方案，所述提钒尾渣是钒渣经钠化焙烧-水浸提钒后得到的尾渣。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述添加剂的添加量为提钒尾渣质量的2～35％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述还原剂为煤粉或焦粉，其添加量为提钒尾渣质量的2～15％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述粘接剂是膨润土、羧甲基纤维素、木质磺酸钙或生石灰，其添加量为提钒尾渣质量的0.2～3％。
只有在上述合适量的添加剂、还原剂、粘接剂的加入下，才能更好、更大程度的进行下一步的钒、铁、锰的分离。
本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述水淬和磨浸时矿浆的质量浓度为10～35％。
本发明跟进一步的优选实施方式，在步骤C中，所述水淬和磨浸时矿浆的质量浓度为15～30％。
本发明更进一步的技术方案，在步骤D中，所述磁选是单段磁选或多段磁选。
[有益效果]
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明具有工艺简单、能耗低、金属回收率高的优点；本发明所得浸钒液可用于提钒，所得钠盐溶液可作为配料成分，废弃物少；铁精粉可用于高炉炼铁或直接电炉炼钢，尾矿则作为锰矿资源，可实现提钒尾渣的高效利用，可对提高钒钛磁铁矿的资源利用率起到重要作用。
附图说明
图1为本发明提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
本发明根据图1所示的流程图，首先，将提钒尾渣加入添加剂、还原剂和粘接剂，制成球团或压块；然后，球团或压块干燥后焙烧；接着，将焙烧渣进行水淬后，球磨并浸出；最后，将得到的矿浆固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣继续进行磁选，得到铁精矿和富锰尾矿。本发明得到的浸钒液还可以进一步的进行调浆沉钒、固液分离得到钠盐和钒酸铵。钠盐可回收再次作为添加剂使用；钒酸铵可继续煅烧得到氧化钒和氨气，氨气回收用于调浆沉钒。
实施例1：
一种提钒尾渣的处理方法，具体步骤是：
a)造块：将提钒尾渣配加20％碳酸钠、8％煤粉、1％膨润土，制成球团；
b)还原：将上述生球干燥后进行还原焙烧，焙烧温度为1100℃，焙烧时间为60min；
c)磨浸：将上述焙烧矿取出进行水淬，趁热将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，控制矿浆浓度为15～30％，浸出温度为70℃，浸出时间为60min；
d)分离：将上述矿浆过滤分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣进行磁选，得到铁精矿和尾矿，磁场强度为0.1～0.3T。
实施例2
一种提钒尾渣的处理方法，具体步骤是：
a)造块：将提钒尾渣配加15％氢氧化钠、8％煤粉、2％膨润土，制成球团；
b)还原：将上述生球干燥后进行还原焙烧，焙烧温度为1150℃，焙烧时间为50min；
c)磨浸：将上述焙烧矿取出进行水淬，趁热将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，控制矿浆浓度为15～30％，浸出温度为90℃，浸出时间为40min；
d)同实施例1步骤d)。
实施例3
一种提钒尾渣的处理方法，具体步骤是：
a)造块：将提钒尾渣配加30％硫酸钠、10％煤粉、0.5％膨润土，制成球团；
b)还原：将上述生球干燥后进行还原焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为45min；
c)磨浸：将上述焙烧矿取出进行水淬，趁热将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，控制矿浆浓度为15～30％，浸出温度为65℃，浸出时间为55min；
d)同实施例1步骤d)。
实施例4
一种提钒尾渣的处理方法，具体步骤是：
a)造块：将提钒尾渣配加5％碳酸钠、8％焦粉、2％膨润土，制成球团；
b)还原：将上述生球干燥后进行还原焙烧，焙烧温度为1105℃，焙烧时间为70min；
c)磨浸：将上述焙烧矿取出进行水淬，趁热将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，控制矿浆浓度为15～30％，浸出温度为75℃，浸出时间为30min；
d)同实施例1步骤d)。
实施例5
一种提钒尾渣的处理方法，具体步骤是：
a)造块：将提钒尾渣配加10％碳酸钠、10％煤粉、2％生石灰，制成球团；
b)还原：将上述生球干燥后进行还原焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为80min；；
c)磨浸：将上述焙烧矿取出进行水淬，趁热将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，控制矿浆浓度为15～30％，浸出温度为85℃，浸出时间为25min；
d)同实施例1步骤d)。
经本发明处理提钒尾渣，可获得铁品位50～80％的铁精粉，铁回收率85～98％；钒浸出率70～93％；尾矿锰回收率60～78％，效果显著。本发明具有工艺简单、金属回收率高等优点；所得浸钒液可用于提钒，所得钠盐溶液可作为配料成分，废弃物少；铁精粉可用于高炉炼铁或直接电炉炼钢，尾矿则作为锰矿资源，实现了提钒尾渣的高效利用。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (7)
1.一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于它包括以下步骤：
A，造块
首先，将提钒尾渣加入添加剂、还原剂和粘接剂，制成球团或压块；
所述添加剂为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠中的一种或多种；
B，还原
然后，将步骤A制得的球团或压块干燥后，在温度为800～1300℃的条件下焙烧20～150min；
C，磨浸
接着，将步骤B处理得到的焙烧渣进行水淬后，立即将所得矿浆置于湿式球磨机中球磨并浸出，所述浸出的温度为60～95℃，浸出的时间为5～60min；
D，分离
最后，将步骤C得到的矿浆固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣继续进行磁选，得到铁精矿和富锰尾矿，所述磁选使用的磁场强度为0.1～0.3T。
2.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于所述提钒尾渣是钒渣经钠化焙烧-水浸提钒后得到的尾渣。
3.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于在步骤A中，所述添加剂的添加量为提钒尾渣质量的2～35％。
4.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于在步骤A中，所述还原剂为煤粉或焦粉，其添加量为提钒尾渣质量的2～15％。
5.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于在步骤A中，所述粘接剂是膨润土、羧甲基纤维素、木质磺酸钙或生石灰，其添加量为提钒尾渣质量的0.2～3％。
6.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于在步骤C中，所述水淬和磨浸时矿浆的质量浓度为10～35％。
7.根据权利要求1所述的提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法，其特征在于在步骤D中，所述磁选是单段磁选或多段磁选。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |