CN105597907A

CN105597907A - 适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法

Info

Publication number: CN105597907A
Application number: CN201610010615.1A
Authority: CN
Inventors: 陈晓青; 杨进忠; 毛益林; 严伟平; 王秀芬
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2016-05-25

Abstract

本发明公开了一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其步骤如下：⑴原矿破碎和筛分；⑵一段加药擦洗作业；⑶矿浆筛分和一段分级作业：得到含钒较低的一段细粒级尾矿和钒含量较高的一段钒精矿；⑷粗粒级尾矿磨矿作业；⑸二段加药擦洗作业；⑹二段分级作业；得到含钒较低的二段尾矿和钒含量较高的二段钒精矿；⑺磁选作业；将所述的二段尾矿进行强磁选作业，得到含钒较高的磁选钒精矿和磁选尾矿；将一段钒精矿、二段钒精矿和磁选钒精矿合并，得到总的钒精矿产品。本发明可以全面回收赋存于粘土矿物、云母类矿物、褐铁矿等铁矿物中的钒，钒的选矿总回收率达到80％以上，与现有的两段加药擦洗技术相比钒的选矿总回收率可提高5～11％。

Description

适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法

技术领域

本发明涉及粘土钒矿的选矿富集工艺技术领域，确切地说涉及一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集新方法，本发明广泛适用于各种粘土钒矿的选矿富集，可给后续湿法提钒工艺提供较高品位的提钒原料。

背景技术

粘土钒矿是一类重要的钒矿资源，在世界各地都有大量分布。我国钒矿资源较多，粘土钒矿在全国十几个省区有大量探明储量。目前世界上主要通过钒钛磁铁矿综合利用提取伴生的钒，也有通过利用粘土钒矿提取钒，在我国湖南、湖北、河南、广西等多个省区已有很多这种粘土钒矿提钒工厂。

粘土钒矿中的钒多为吸附型或以类质同象形式存在于粘土矿物、云母类矿物、褐铁矿等矿物中，钒较为分散。矿石磨矿时粘土矿物和云母类矿物极易泥化为小于0.038mm的矿泥，浮选法无能为力；粘土矿物和云母类矿物均为低比重硅酸盐矿物，无法通过重选与其它不含钒的硅酸盐脉石矿物分离；钒是弱磁性金属，粘土矿物、云母类矿物磁性都很弱，磁选法分选效果也很差，所以粘土钒矿采用常规选矿技术，很难进行富集。

国内许多科研院所对于粘土钒矿提钒工艺进行了大量研究，认为粘土钒矿中的钒很难通过选矿方法得到有效富集。国内很多钒厂直接选用品位较高的粘土钒矿，通常为V₂O₅含量在1.2％以上，通过原矿氧化焙烧—湿法浸出提钒，得到五氧化二钒产品。该工艺焙烧浸出物料处理量大，设备效率低，能耗及所需酸碱等辅助原料消耗高，对环境的污染严重，生产成本较高，企业效益较差。

但V₂O₅品位在1.20%以下的贫矿或次贫矿仍占较大比重，因为没有合适的选矿工艺对其进行富集，大多处于呆滞状态或在“采富弃贫”过程中作为尾矿丢弃，使得大量低品位粘土钒矿无法得到有效开发利用，造成资源的极大浪费，同时也不符合国家有关环境保护和节能减排的政策要求。

中国地质科学院矿产综合利用研究所针对国内多家矿山的低品位粘土钒矿，进行了大量的选矿富集工艺试验研究，提出了一种适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，并申请了国家发明专利，专利公开号为CN101537394，公开日为2009年9月23日。其具体是采用a、破碎和原矿筛分，b、搅拌调浆，c、加药擦洗，d、矿浆筛分和e、分级等几个步骤，具体是对破碎至-2～5mm以下的原矿经过两段加药擦洗，借助药剂充分的分散和清洗作用，可实现含钒粘土和云母矿物与不含钒脉石矿物的高效分离，得到较高品位的钒精矿，以该钒精矿作为原料进行湿法浸出提钒，能使低品位含钒粘土矿成为可开发利用的资源。

但以上述专利文献为代表的现有技术，其仍然存在以下缺陷和不足：工艺矿物学研究表明，原矿中有少部分钒存在于含铁矿物中，上述的专利方法并未对这部分以钒铁矿、钒铁锐钛矿、铁质结核中钒矿物等形式存在的微量钒矿物和以吸附状态存在于褐铁矿等氧化铁矿物中的钒进行回收。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，本发明通过强磁选工艺进一步回收两段加药擦洗尾矿中赋存于铁矿物中的钒，可以使粘土钒矿资源得到更加高效的回收利用。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于步骤如下：

⑴原矿破碎和筛分；

⑵一段加药擦洗作业；

⑶矿浆筛分和一段分级作业：得到含钒较低的一段细粒级尾矿和钒含量较高的一段钒精矿；

⑷粗粒级尾矿磨矿作业；

⑸二段加药擦洗作业；

⑹二段分级作业；得到含钒较低的二段尾矿和钒含量较高的二段钒精矿；

⑺磁选作业；将所述的二段尾矿进行强磁选作业，得到含钒较高的磁选钒精矿和磁选尾矿；

将一段钒精矿、二段钒精矿和磁选钒精矿合并，得到总的钒精矿产品。

所述的步骤⑴原矿破碎和筛分具体是：采用破碎机将原矿破碎至-10～30mm粒级，筛分出+2～5mm粒级；如+2～5mm粒级经水冲洗后钒品位已接近或低于加药擦洗—磁选分出的尾矿，可视为尾矿直接除去，如钒品位较高，则继续破碎至-2～5mm以下。

所述的步骤⑵一段加药擦洗作业具体是指：将破碎和筛分好的原矿在搅拌槽中加水调成矿浆浓度为35～70％的矿浆，在矿浆中按每吨原矿计加入0.5～5Kg的矿泥分散抑制剂，然后送入机械搅拌擦洗机中进行加药擦洗作业，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；所述的矿浆浓度是指矿浆中含原矿量的质量百分比。

所述的步骤⑶矿浆筛分和分级作业具体是指：用0.1～0.3mm粒级的筛将一段加药擦洗后的矿浆筛分出+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿，筛下的矿浆通过分级离析设备分离出含钒较低的一段细粒级尾矿和钒含量较高的一段钒精矿。

所述的步骤⑷粗粒级尾矿磨矿作业具体是指：将所述筛分出的+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿通过磨矿机磨至-0.075mm目占20～70％。

所述的步骤⑸二段加药擦洗作业具体是指：将所述磨矿后的粗粒级尾矿和一段细粒级尾矿合并，送入机械搅拌擦洗机中进行二段加药擦洗作业，同时按每吨原矿计加入0.5～5Kg矿泥分散抑制剂，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟。

所述的步骤⑹二段分级作业具体是指：将所述二段加药擦洗后的矿浆通过分级离析设备分离出含钒较低的二段尾矿和钒含量较高的二段钒精矿。

所述的加药擦洗矿浆浓度为质量百分浓度35～70％，具体应根据原矿粘土矿物含量高低而定，粘土矿物含量低时矿浆浓度相应高些。

所述的矿泥分散抑制剂，是指对粘土矿泥有较强分散能力同时对石英、高岭石有较强抑制能力的有机或无机矿泥分散抑制剂，如六偏磷酸钠、水玻璃、磷酸盐、低分子量聚丙烯酸钠、低分子量丙烯酸与顺丁烯二酸酐的二元或三元共聚物、中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散剂（申报专利已授权，公开号CN101538344，公开日2009年9月23日）等其中的一种或两种以上的复配组合。

所述的机械搅拌擦洗机，是指工业机型的槽式机械搅拌擦洗机，根据矿石擦洗处理量和擦洗时间，多机组合形成连续搅拌擦洗作业。

所述的破碎机是指工业机型的各种颚式破碎机、对辊破碎机、高压辊磨机等粗碎、中碎、细碎设备其中的一种或两种以上设备的组合。

所述的磨矿设备是指工业机型的各种棒磨机、球磨机等设备其中的一种或两种以上设备的组合。

所述强磁选的设备为湿式强磁选机，具体可以为平环式强磁选机、立环式强磁选机、平环式高梯度强磁选机或立环式高梯度强磁选机中的一种或两种以上设备的组合，所述的强磁选磁场强度为0.8~1.5T（特斯拉）。

所述的分级离析设备，是指斜板分级机、斜管式分级机、平流式分级机、螺旋分级机、浓密机等其中一种设备或两种以上设备的组合。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明中，首先通过加药擦洗使嵌布于石英、高岭石等硬质脉石矿物粒间、裂隙和孔洞中的粘土矿物和云母类矿物等含钒矿物被磨细解离出来，并被药剂充分分散悬浮，同时清洗干净石英、高岭石等不含钒矿物颗粒的表面并使之得到有效抑制，再通过矿浆分级，有效富集回收了赋存于粘土和云母类矿物中的钒，得到品位较高的一段和二段钒精矿。

2、对二段加药擦洗尾矿进行强磁选作业，进一步回收赋存于铁矿物中的钒，与现有的两段加药擦洗技术相比钒的选矿总回收率可提高5～11％，可以使粘土钒矿资源得到更加高效的回收利用，同时也显著提高提钒工厂的经济效益。

3、采用本发明提出的适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，可以全面回收赋存于粘土矿物、云母类矿物、褐铁矿等铁矿物中的钒，钒的选矿总回收率达到80％以上，精矿钒的富集比可达到2～4，可作为很好的湿法提钒原料，使大量现有技术水平下无法有效开发利用的低品位粘土钒矿得到较好的开发利用，为国家增加了大量的可开发钒矿资源。

3、本发明采用加药擦洗-磁选物理选矿富集方法，在保证钒较高回收率的前提下，有效抛除大量的尾矿，大幅度减少湿法浸出提钒矿石处理量和酸碱等辅助原料消耗及能耗，有效减轻对环境的污染。

4、粘土钒矿加药擦洗选矿富集工艺中，精矿尾矿过滤后的水及冲洗水等都可作为回水返回循环利用，不会对环境产生污染。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.75％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度60％，加入中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散剂（申报专利已授权，公开号CN101538344，公开日2009年9月23日）1300克/吨原矿，擦洗20分钟；筛分出+0.15mm的粗粒级尾矿，-0.15mm矿浆经过分级，分离出一段钒精矿和一段细粒级尾矿；将+0.15mm的粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-0.075mm占20%，与一段细粒级尾矿合并，加入上述的矿泥分散剂600克/吨原矿，擦洗20分钟；矿浆经过分级，分离出二段钒精矿和二段尾矿；二段尾矿进行强磁选作业，磁场强度1.5T，得到磁选钒精矿和磁选尾矿。一段钒精矿V₂O₅品位3.32％、产率12.82%、钒回收率56.49%，二段钒精矿V₂O₅品位1.59％、产率5.64%、钒回收率11.90%，磁选钒精矿V₂O₅品位2.30％、产率3.58%、钒回收率10.92%，钒总精矿产率为22.04％，V₂O₅品位2.71％，回收率79.31％。

实施例2

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.523％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，加入低分子量聚丙烯酸钠和六偏磷酸纳各1000克/吨原矿，擦洗20分钟；筛分出+0.15mm的粗粒级尾矿，-0.15mm矿浆经过分级，分离出一段钒精矿和一段细粒级尾矿；将+0.15mm的粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-0.075mm占54.9%，与一段细粒级尾矿合并，加入上述的矿泥分散剂各500克/吨原矿，擦洗10分钟；矿浆经过分级，分离出二段钒精矿和二段尾矿；二段尾矿进行强磁选作业，磁场强度1.3T，得到磁选钒精矿和磁选尾矿。一段钒精矿V₂O₅品位1.63％、产率22.27%、钒回收率69.33%，二段钒精矿V₂O₅品位1.15％、产率4.50%、钒回收率9.88%，磁选钒精矿V₂O₅品位1.20％、产率3.23%、钒回收率7.41%，钒总精矿产率为30.00％，V₂O₅品位1.51％，回收率86.62％。

实施例3

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.56％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度60％，加入低分子量的丙烯酸与顺丁烯二酸酐的二元共聚物1500克/吨原矿，擦洗15分钟；筛分出+0.15mm的粗粒级尾矿，-0.15mm矿浆经过分级，分离出一段钒精矿和一段细粒级尾矿；将+0.15mm的粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-0.075mm占51.4%，与一段细粒级尾矿合并，加入上述的矿泥分散剂800克/吨原矿，擦洗15分钟；矿浆经过分级，分离出二段钒精矿和二段尾矿；二段尾矿进行强磁选作业，磁场强度1.1T，得到磁选钒精矿和磁选尾矿。一段钒精矿V₂O₅品位1.84％、产率19.24%、钒回收率63.37%，二段钒精矿V₂O₅品位1.31％、产率4.83%、钒回收率11.32%，磁选钒精矿V₂O₅品位0.86％、产率3.88%、钒回收率5.97%，钒总精矿产率为27.95％，V₂O₅品位1.61％，回收率80.66％。

实施例4

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.99％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，加入中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散剂（申报专利已授权，公开号CN101538344，公开日2009年9月23日）2000克/吨原矿，擦洗20分钟；筛分出+0.15mm的粗粒级尾矿，-0.15mm矿浆经过分级，分离出一段钒精矿和一段细粒级尾矿；将+0.15mm的粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-0.075mm占54.9%，与一段细粒级尾矿合并，加入上述的矿泥分散剂1000克/吨原矿，擦洗15分钟；矿浆经过分级，分离出二段钒精矿和二段尾矿；二段尾矿进行强磁选作业，磁场强度1.3T，得到磁选钒精矿和磁选尾矿。一段钒精矿V₂O₅品位2.13％、产率34.56%、钒回收率74.34%，二段钒精矿V₂O₅品位1.45％、产率5.90%、钒回收率8.64%，磁选钒精矿V₂O₅品位1.70％、产率3.17%、钒回收率5.44%，钒总精矿产率为43.63％，V₂O₅品位2.01％，回收率88.42％。

实施例5

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位1.25％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，加入水玻璃和多聚磷酸钠各1800克/吨原矿，擦洗20分钟；筛分出+0.15mm的粗粒级尾矿，-0.15mm矿浆经过分级，分离出一段钒精矿和一段细粒级尾矿；将+0.15mm的粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-0.075mm占38.6%，与一段细粒级尾矿合并，加入上述的矿泥分散剂各900克/吨原矿，擦洗15分钟；矿浆经过分级，分离出二段钒精矿和二段尾矿；二段尾矿进行强磁选作业，磁场强度1.5T，得到磁选钒精矿和磁选尾矿。一段钒精矿V₂O₅品位2.16％、产率37.59%、钒回收率64.87%，二段钒精矿V₂O₅品位2.01％、产率5.68%、钒回收率9.12%，磁选钒精矿V₂O₅品位1.88％、产率4.17%、钒回收率6.26%，钒总精矿产率为47.44％，V₂O₅品位2.12％，回收率80.26％。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于步骤如下：

⑴原矿破碎和筛分；

⑵一段加药擦洗作业；

⑷粗粒级尾矿磨矿作业；

⑸二段加药擦洗作业；

⑹二段分级作业；得到含钒较低的二段尾矿和钒含量较高的二段钒精矿

2.根据权利要求1所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑴原矿破碎和筛分具体是：采用破碎机将原矿破碎至-10～30mm粒级，筛分出+2～5mm粒级；如+2～5mm粒级经水冲洗后钒品位已接近或低于加药擦洗—磁选分出的尾矿，可视为尾矿直接除去，如钒品位较高，则继续破碎至-2～5mm以下。

3.根据权利要求2所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑵一段加药擦洗作业具体是指：将破碎和筛分好的原矿在搅拌槽中加水调成矿浆浓度为35～70％的矿浆，在矿浆中按每吨原矿计加入0.5～5Kg的矿泥分散抑制剂，然后送入机械搅拌擦洗机中进行加药擦洗作业，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；所述的矿浆浓度是指矿浆中含原矿量的质量百分比。

4.根据权利要求3所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑶矿浆筛分和分级作业具体是指：用0.1～0.3mm粒级的筛将一段加药擦洗后的矿浆筛分出+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿，筛下的矿浆通过分级离析设备分离出含钒较低的一段细粒级尾矿和钒含量较高的一段钒精矿。

5.根据权利要求4所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑷粗粒级尾矿磨矿作业具体是指：将所述筛分出的+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿通过磨矿机磨至-0.075mm目占20～70％。

6.根据权利要求5所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑸二段加药擦洗作业具体是指：将所述磨矿后的粗粒级尾矿和一段细粒级尾矿合并，送入机械搅拌擦洗机中进行二段加药擦洗作业，同时按每吨原矿计加入0.5～5Kg矿泥分散抑制剂，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟。

7.根据权利要求6所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤⑹二段分级作业具体是指：将所述二段加药擦洗后的矿浆通过分级离析设备分离出含钒较低的二段尾矿和钒含量较高的二段钒精矿。

8.根据权利要求1所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的矿泥分散抑制剂，是指对粘土矿泥有较强分散能力同时对石英、高岭石有较强抑制能力的有机或无机矿泥分散抑制剂，如六偏磷酸钠、水玻璃、磷酸盐、低分子量聚丙烯酸钠、低分子量丙烯酸与顺丁烯二酸酐的二元或三元共聚物中的一种或两种以上的复配组合。

9.根据权利要求1所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述强磁选的设备为湿式强磁选机，具体可以为平环式强磁选机、立环式强磁选机、平环式高梯度强磁选机或立环式高梯度强磁选机中的一种或两种以上设备的组合，所述的强磁选磁场强度为0.8~1.5T。

10.根据权利要求1所述的一种适用于粘土钒矿的加药擦洗-磁选选矿富集方法，其特征在于：所述的分级离析设备，是指斜板分级机、斜管式分级机、平流式分级机、螺旋分级机、浓密机中一种设备或两种以上设备的组合。