CN108374082B - 一种通过氧化处理-磁选分离提高钒精矿中钒品位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种通过氧化处理‑磁选分离处理含钒精矿，提高钒品位的方法。该方案以还原焙烧‑磁选分离得到的钒精矿为原料，在焙烧温度为1000～1473K、焙烧气氛为CO/CO2体积为0.5～2.7的条件下焙烧1～3h，随后通过磁选分离除去焙烧产物中的弱磁性的FeO，从而达到提高含钒精矿中钒品位的目的。本发明中，在焙烧温度为900℃、CO/CO2体积比1.2的条件下焙烧1h后，经磁选分离得到的钒精矿中钒的品位可以从12.83％提高至15.23％。与传统工艺相比，该方案具有工艺简单、矿时处理量小、更加经济等特点，适合应用在含钒精矿中钒品位的提高及钒富集相的磁选回收技术领域。

Description

一种通过氧化处理-磁选分离提高钒精矿中钒品位的方法
技术领域
本发明具体涉及一种通过氧化处理-磁选分离处理一种含钒精矿，提高钒品位的方法。
背景技术
含钒石煤是我国特有的一种钒矿资源，储量十分丰富。但是，由于含钒石煤中V2O5的品位较低、钒的赋存形式复杂及分布较为分散，并且石煤中的钒只有在高温氧化焙烧或添加剂的作用下，才能转变为可溶性的五价钒。这就导致目前的石煤提钒工艺中存在着工艺流程复杂、钒回收率较低以及环境污染问题较为严重等缺点。鉴于以上缺点与不足，专利“一种将含钒石煤中的钒进行富集及钒富集相调控的方法”(CN 106011456A)提出了一高温化学富集的方法；专利“调控含钒石煤中钒富集相磁性及磁选分离钒富集相的方法”(CN107641723A)通过磁选成功实现了对石煤中钒富集相的分离。通过采用上述两个专利所提供的方法，成功获得了钒含量以金属钒计为12.4％的含钒精矿。本发明利用该含钒精矿作为实验原料，首先对其进行弱氧化处理，随后通过磁选分离出其中的非磁性物质，成功实现了含钒精矿中钒品位的提高。这对于石煤提钒工业来说，具有重要的意义。
发明内容
本发明以专利“调控含钒石煤中钒富集相磁性及磁选分离钒富集相的方法”(CN107641723A)提供的方案所获得的钒精矿作为实验原料。首先对该含钒精矿进行了XRD及SEM-EDS分析。分析结果如图1及图2所示。由图1及图2可知：钒精矿主要由Fe2VO4及Fe组成，并含有少量的硅酸盐矿物。如果能够将其中的Fe除去，钒的品位便能够得到进一步的提高。本发明中选择的方案是对钒精矿进行弱氧化处理。
一种氧化处理-磁选分离提高含钒精矿中钒品位的方法，其特征在于包括以下步骤：以对含钒石煤进行还原焙烧-磁选分离得到的钒精矿为原料，对其进行弱氧化处理；处理后得到的精矿中，Fe被氧化成弱磁性的FeO，而Fe2VO4的磁性能够继续得到保持；随后通过磁选将FeO分离出去，得到钒品位更高的钒精矿。
进一步地，所述弱氧化处理工艺为：焙烧温度为900～1200℃，CO与CO2体积比为0.5～2.7，焙烧时间为1～3h。
1000～1637K范围内，F-O及V-O的优势区图如图3所示。由图3可知，当焙烧气氛控制在FeO稳定存在实验条件下时，Fe能够被氧化成弱磁性的FeO，而Fe2VO4的磁性能够继续得到保持，随后便可通过磁选的方式对FeO进行去除，从而达到提高钒品位的目的。根据图3所示的结果，当焙烧温度为1000～1473K，CO/CO2比在0.5～2.7，焙烧时间为1～3h时，精矿中的Fe能够被氧化成FeO。焙烧结束后，磁选分离氧化处理后的钒精矿，并对产物进行XRD分析，结果如图4及图5所示。由图4及图5可知：磁选分离后得到的无磁性物质主要由FeO构成，并含有少量的Fe2VO4；强磁性物质主要为Fe2VO4，且与初始的钒精矿相比，Fe的衍射峰明显减弱。上述的实验结果证明：通过弱氧化处理-磁选分离能够除去含钒精矿中的Fe，进一步提高精矿中钒的品位。
在弱氧化实验条件下，钒精矿中的Fe能够被氧化成弱磁性的FeO，而Fe2VO4的磁性能够继续得到保持，可以通过磁选分离出其中的FeO，从而达到提高含钒精矿中钒品位的目的；
本发明提供的方案不仅可以应用于石煤精矿中钒品位的提高，对于其他含钒资源(如含钒渣及含钒催化剂等)经过还原焙烧-磁选分离得到的含钒精矿，也可采用本发明提供的方案进行处理。
本发明采用的技术方案，与现有的技术相比，具有以下优点：
(1)通过本方案能够进一步地提高含钒精矿中钒的品位。利用该钒精矿作为后续工艺环节中提钒的入料，能够有效地降低矿石的处理量，显著降低提钒成本；
(2)经分离后得到的弱磁性物质FeO，能够进行回收利用，继续与含钒石煤混合，成为含钒石煤中钒的富集载体。与常规的处理方式相比，该方案能够充分利用所加入的添加剂，更为经济环保。
附图说明
图1是表示的是当1200℃，Fe2O3添加量为10％时，通过磁选得到的钒精矿的SEM-EDS分析结果。图(a)为精矿样品的背散射电镜照片，从图中可以看出，照片中主要存在3中衬度，图中分别用A、B和C分别对其进行了表示；图(b)、(c)和(d)分别表示图(a)中所示区域A、B和C的SEM-EDS分析结果，由SEM-EDS结果可知，钒精矿主要由Fe2VO4及Fe组成，并含有少量的硅酸盐矿物。
图2是图1中所示钒精矿的XRD分析结果。由XRD结果可知，钒精矿主要由Fe2VO4及Fe构成。
图3是1000～1637K温度范围内Fe-O及V-O的优势区图。由图可知，当选择合适的焙烧温度及焙烧气氛时，精矿中的Fe能够被氧化成无磁性的FeO，进而通过磁选对其进行去除。
图4是精矿经过弱氧化处理-磁选后得到的弱磁性物质的XRD分析结果。由分析结果可知，该矿物主要由FeO组成，并含有少量的Fe2VO4。
图5是含钒精矿经过弱氧化处理-磁选后得到的强磁性物质的XRD分析结果与初始钒精矿的XRD结果的对比。由分析结果可知，经氧化处理-磁选分离后的含钒精矿，Fe含量明显减少。
具体实施方式
为了验证本发明的可行性，下面结合实例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。凡根据本发明的实质内容所做的任何修改，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明具体涉及一种氧化处理-磁选分离含钒精矿，从而进一步提高含钒精矿中钒品位的方法。本实施例中的原料选择的是湖北宜昌某地的含钒石煤矿。为了获得含钒精矿，实验首先对1200℃，Fe2O3添加量为10％时还原焙烧获得的样品进行磁选分离，获得了钒含量以金属钒计为12.83％的含钒精矿作为本发明的实验原料。
实施例1：
本实施例所述的方法实施步骤为：
(1)将得到的钒精矿破碎、筛分至粒径小于0.074mm，得到磨矿产品Ⅰ；
(2)将适量的磨矿产品Ⅰ放入氧化铝坩埚中，置于高温反应炉中在900℃，CO/CO2＝1.2的气氛下进行焙烧，焙烧时间为1小时，得到焙烧产品Ⅱ；
(3)将上述得到的焙烧产品Ⅱ继续进行破碎、筛分至粒径小于0.074mm，与去离子水混合制成矿浆，在0.35T的磁场中对其进行磁选分离。磁选后的强磁性样品经过过滤、除杂及干燥后，得到钒精矿产品；经过磁选分离后的弱磁性样品经过过滤及干燥后，可继续加入含钒石煤中，作为钒的富集载体。
通过本实施例中提供的处理方法，可将精矿中的钒含量以金属钒计提高至15.23％。
实施例2：
本实施例所述的方法实施步骤为：
(1)将得到的钒精矿破碎、筛分至粒径小于0.074mm，得到磨矿产品Ⅰ；
(2)将适量的磨矿产品Ⅰ放入氧化铝坩埚中，置于高温反应炉中在1000℃，CO/CO2＝1.5的气氛下进行焙烧，焙烧时间为1小时，得到焙烧产品Ⅱ；
(3)将上述得到的焙烧产品Ⅱ继续进行破碎、筛分至粒径小于0.074mm，与去离子水混合制成矿浆，在0.35T的磁场中对其进行磁选分离。磁选后的强磁性样品经过过滤、除杂及干燥后，得到钒精矿产品；经过磁选分离后的弱磁性样品经过过滤及干燥后，可继续加入含钒石煤中，作为钒的富集载体。
通过本实施例中提供的处理方法，可将精矿中的钒含量以金属钒计提高至15.70％。
实施例3：
本实施例所述的方法实施步骤为：
(1)将得到的钒精矿破碎、筛分至粒径小于0.074mm，得到磨矿产品Ⅰ；
(2)将适量的磨矿产品Ⅰ放入氧化铝坩埚中，置于高温反应炉中在1100℃，CO/CO2＝2.0的气氛下进行焙烧，焙烧时间为1小时，得到焙烧产品Ⅱ；
(3)将上述得到的焙烧产品Ⅱ继续进行破碎、筛分至粒径小于0.074mm，与去离子水混合制成矿浆，在0.35T的磁场中对其进行磁选分离。磁选后的强磁性样品经过过滤、除杂及干燥后，得到钒精矿产品；经过磁选分离后的弱磁性样品经过过滤及干燥后，可继续加入含钒石煤中，作为钒的富集载体。
通过本实施例中提供的处理方法，可将精矿中的钒含量以金属钒计提高至14.66％。

Claims (2)

1.一种氧化处理-磁选分离提高含钒精矿中钒品位的方法；其特征在于包括以下步骤：以对含钒石煤进行还原焙烧-磁选分离得到的钒精矿为原料，对其进行弱氧化处理；处理后得到的精矿中，Fe被氧化成弱磁性的FeO，而Fe2VO4的磁性能够继续得到保持；随后通过磁选将FeO分离出去，得到钒品位更高的钒精矿。
2.根据权利要求1所述的对含钒精矿进行氧化处理-磁选分离的方法，其特征在于：所述弱氧化处理工艺为：焙烧温度为900～1200℃，CO与CO2体积比为0.5～2.7，焙烧时间为1～3h。
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