CN105018734B - 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 (5)
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,使提钒尾渣中铁还原为金属铁,同时使钒氧化形成可溶性钒酸盐;
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;
在步骤A中,所述添加剂的添加量为提钒尾渣质量的10~35%;
在步骤A中,所述还原剂的添加量为提钒尾渣质量的2~10%;
在步骤A中,所述粘接剂的添加量为提钒尾渣质量的0.2~2%;
在步骤C中,所述水淬和磨浸时矿浆的质量浓度为10~35%。
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,所述还原剂为煤粉或焦粉。
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,所述粘接剂是膨润土、羧甲基纤维素、木质磺酸钙或生石灰。
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D中,所述磁选是单段磁选或多段磁选。
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