CN109046757B - 一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法。该选矿方法，包括以下步骤：将原矿石破碎至‑2mm粒级，将破碎后的矿石与水混合调成矿浆，将矿浆引入剪切搅拌装置中进行一定时间的剪切搅拌后，矿浆进入水力旋流器对矿浆进行重选，重选获得旋流器溢流产品和旋流器沉沙产品；对旋流器溢流产品采用硫化胺法在碱性环境中进行反浮选脱钙。该方法有效避免了传统脂肪酸法脱钙的夹带问题，大幅降低了选矿药剂成本，选矿废水可以循环使用；处理后的钒精矿品位得到了有效提升，耗酸物质CaO含量大幅下降，能大幅降低冶炼成本，具有很好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及选矿工艺领域，具体涉及一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法。
背景技术
钒是一种重要的钢铁冶炼添加剂，钒的冶炼工艺主要有：钠化焙烧、碱浸出、钙化焙烧、酸化处理；钠化焙烧工艺环境污染严重已经被严令禁止，碱浸出工艺对于硅酸盐含量高的矿效果不理想，钙化焙烧工艺则要求原料中的CaO含量不能高于10％，酸化处理工艺对原料中的CaO+MgO含量要求不高于10％；因为冶炼经济成本原因，目前对于CaO含量10-25％、V2O5含量低于0.8％的钒矿多没有利用。
高钙云母型钒矿的主要矿物有方解石、石英、黏土、硅酸盐类脉石、含钒云母等，除石英外均极易风化，导致矿物硬度低、粒度细、块度小、粘度高、易碎、易磨。由于原生矿泥含量高，直接对其磨矿会导致矿浆粘度大，钢球表面罩盖层厚度急剧增大，导致磨矿效率降低，磨矿产品粗细不均现象严重，这种情况下难以采用浮选实现矿物分离，造成了资源的极大浪费。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法。
本发明提出的技术方案为：
一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将原矿石破碎至-2mm粒级，将破碎后的矿石与水混合调成矿浆，将矿浆引入剪切搅拌装置中进行一定时间的剪切搅拌后，矿浆进入水力旋流器对矿浆进行重选，重选获得旋流器溢流产品和旋流器沉沙产品；
步骤二：对步骤一中的旋流器溢流产品采用硫化胺法在碱性环境中进行反浮选脱钙，得到浮选泡沫产品和槽内产品。
优选地，原矿石为CaO含量40-70％、V2O5含量0.3-0.8％的云母型钒矿。
优选地，所述矿浆的固体浓度为10-20％。
优选地，所述剪切搅拌的时间为10-15分钟。
优选地，矿浆进入水力旋流器的压力为8-13MPa。
优选地，所述硫化胺法包括7段浮选，其中包括4段粗选和3段精扫选，浮选中添加浮选药剂。
优选地，每段粗选中添加的浮选药剂及添加顺序依次分别为：抑制剂、活化剂、胺类捕收剂、泡沫调整剂，更优选地，抑制剂为水玻璃，活化剂为硫化钠，胺类捕收剂为十二胺、十六胺、十八胺、椰油胺中的一种或多种，泡沫调整剂为十二烷基磺酸钠。
优选地，每段精扫选中添加的浮选药剂为抑制剂，更优选地，抑制剂为水玻璃。
优选地，所述浮选药剂的总添加量分别为：抑制剂400-800克/吨、活化剂800-3000克/吨、胺类捕收剂50-600克/吨、泡沫调整剂20-300克/吨。
优选地，所述浮选药剂均为各成份的水溶液，水溶液的质量浓度分别为：水玻璃5-8％，硫化钠10-20％，胺类捕收剂1-3％，十二烷基磺酸钠0.5-2％。采用本方法处理的高钙细粒云母型钒矿(CaO含量40-70％、V2O5含量0.3-0.8％)得到的钒精矿：V2O5含量为0.8-2.0％，CaO含量＜10％，V2O5回收率高达30-90％，钙脱除率大于90％，有效提高了钒精矿的品位，具有良好的经济效益和社会效益。
下面对本发明做进一步的解释和说明：
1、高钙细粒云母型钒矿的主要脉石矿物是细粒的方解石跟文石，主要的有用矿物是细粒的云母类矿物。此类矿石的粘度大，细粒矿物间常见的问题是物理连生在一起，采用传统破碎-磨矿工艺容易导致方解石、石英、黏土、硅酸盐类等脉石矿物过磨、过碎，难以实现不同类型细粒矿物的相互分散和分离，进而不利于粗粒预抛废，以及容易导致后续反浮选脱钙分选过程效率降低。针对这些问题，本发明针对原生矿泥的特点，采用高压辊磨进行破碎，在选矿分离前将脉石矿物与细粒的云母矿物通过有效的剪切搅拌后相互间实现物理分离，在重选的过程中进行重选抛废，在这一步就大大降低了氧化钙含量，从而提高了分离效果，提升了后续反浮选脱钙过程的效率。
2、虽然传统的机械搅拌与剪切搅拌都属于物理搅拌，但传统的机械搅拌的本质是通过叶轮的旋转使矿物颗粒借助与水介质的摩擦实现分离，但对于细粒的矿物容易产生絮凝效应，尤其针对高钙细粒云母型钒矿，其水溶液中细粒的方解石表明是呈正电性，而云母表面是负电性，二者的吸附效应强于与水介质的摩擦力，因而通过传统的机械搅拌难以实现二者的物理分离。剪切搅拌的本质是在传统的机械搅拌的基础上增加了剪切力，剪切力的介入会在搅拌体系中带入气穴现象(产生大量的微气泡)和局部压强的变化，对矿物表面产生固-液-气三相擦洗作用，三相体系下细粒矿物间的接触几率被有效降低，可以有效避免传统机械搅拌带来的细粒絮凝效应，从而大幅提高搅拌分离的效率，这就为后续的选矿分离提供了很好的基础。
3、旋流器溢流产品中的矿物主要分为细粒的硅酸盐类和碳酸盐类，两种矿物表面的性质存在较大差异，理论上采用酸性条件下云母正浮选工艺或者碱性条件下反浮选脱钙工艺都可以实现二者之间较好的分选效果；但是由于物料中方解石含量高，采用酸性条件下浮云母工艺需要耗费大量的酸来调节矿浆pH值，同时会导致矿浆中可溶性离子大量析出，不但增加了选矿成本而且会消耗大量的药剂；传统的碱性条件反浮选脱钙法对于处理粗粒矿物效果较好，但是对于细粒矿物，由于脂肪酸类捕收剂的粘度大、泡沫大，夹带现象明显，导致分选的效率不高。本发明根据物料的性质，采用水玻璃作为硅酸盐矿物抑制剂，同时水玻璃也是一种廉价高效的矿泥分散剂，可以有效将细粒矿物进行分散，强化药剂的靶向作用；采用硫化钠作为碳酸盐矿物的硫化剂，在硫化钠体系下矿浆pH值为碱性，碱性条件下碳酸盐矿物表面呈正电性，而硅酸盐呈负电性，因此硫化钠水解后的HS-易与碳酸盐矿物发生优先吸附，可大幅增加碳酸盐特别是细粒碳酸盐的可浮性；胺类捕收剂的特点是泡沫细，极易与细粒矿物发生相互吸附实现细粒矿物的高效分选，胺类捕收剂极易与被HS-离子覆盖、吸附、桥接的细粒矿物发生化学吸附，因此对硫化后的细粒方解石矿物有很好的选择性和高效捕收性。
本发明相对于现有技术，具有如下优点之处：
1、本发明针对原生矿泥的特点，采用高压辊磨进行破碎，在选矿分离前将脉石矿物与细粒的云母矿物通过有效的剪切搅拌后相互间实现物理分离，在重选的过程中进行重选抛废，在这一步就大大降低了氧化钙含量，从而提高了分离效果，提升了后续反浮选脱钙过程的效率。
2、高钙细粒云母型钒矿中的钒云母主要且呈细鳞片状，在本发明中，通过强力剪切搅拌容易将其从其他伴生矿物表面剥离，采用水力旋流器在特定的条件下进行重选抛废，是利用细粒云母型钒矿比重小且呈鳞片状分布的特点，同等粒度条件下，细粒鳞片状云母型钒矿在旋流器中所受的向上离心力大于同等比重的方解石矿物和石英，因此在特定条件下细粒鳞片状云母型钒矿进入旋流器溢流的几率要远远大于其他脉石矿物，有利于实现旋流器重选预抛废，实现细粒钒云母的预富集，从而提高最终产品的品位。
3、本发明根据物料的性质，采用水玻璃作为硅酸盐矿物抑制剂，同时水玻璃也是一种廉价高效的矿泥分散剂，可以有效将细粒矿物进行分散，强化药剂的靶向作用；采用硫化钠作为碳酸盐矿物的硫化剂，在硫化钠体系下矿浆pH值为碱性，碱性条件下碳酸盐矿物表面呈正电性，而硅酸盐呈负电性，因此硫化钠水解后的HS-易与碳酸盐矿物发生优先吸附，可大幅增加碳酸盐特别是细粒碳酸盐的可浮性；胺类捕收剂的特点是泡沫细，极易与细粒矿物发生相互吸附实现细粒矿物的高效分选，胺类捕收剂极易与被HS-离子覆盖、吸附、桥接的细粒矿物发生化学吸附，因此对硫化后的细粒方解石矿物有很好的选择性和高效捕收性。
4、在本发明中，胺类捕收剂属于阳离子表面活性剂，单独用做浮选捕收剂时具有泡沫丰富、泡沫持续性好、泡沫间隙大等特点，这会导致浮选泡沫容易出现跑槽、精选泡沫难以有效控制进而不利于强化分选效果；采用十二烷基磺酸钠作为泡沫调整剂，主要是利用其阴离子表面活性剂的特性区别于其他十二烷基钠盐的特性，十二烷基磺酸钠具有乳化作用、渗透作用；将胺类捕收剂与十二烷基磺酸钠单配组合实为阴-阳离子组合技术，这可以有效强化浮选泡沫的稳定性、选择性和可控性，降低泡沫量，提高富集比。
附图说明
图1为本发明一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，本实施例提供了一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，以澳大利亚某高钙细粒云母钒矿(CaO含量51.09％、V2O5含量0.54％)作为给矿，其包括以下步骤：
阶段一、采用高频振动筛对原矿进行筛分，得到-2mm和+2mm粒级两个产品；
阶段二、采用高压辊磨破碎机将阶段一获得的+2mm粒级产品破碎至-2mm粒级，将其与阶段一中获得的-2mm粒级产品合并作为下一步的给料；
阶段三、将阶段二中所述的给料导入剪切搅拌桶中，加入水调节矿浆浓度至固体浓度为15％的矿浆后剪切搅拌15分钟，实现矿物间的物理分散；
阶段四、将经过强力剪切搅拌的物料用高压泵在11MPa的压力条件下注入水力旋流器(水力旋流器沉沙口直径为2.5mm)，获得一个旋流器溢流产品和一个旋流器沉沙产品，沉沙产品作为尾矿丢弃；
阶段五、将阶段四中获得的旋流器溢流产品导入浮选给矿搅拌桶中加入浮选药剂并充分搅拌后引入浮选机进行硫化胺反浮选脱钙，获得的浮选泡沫产品为钙精矿(可以做资源综合利用)，反浮选槽底产品即为钒精矿。
具体的，在阶段四中，添加的浮选药剂及添加顺序分别依次为：水玻璃、硫化钠、胺类捕收剂、十二烷基磺酸钠；药剂总用量分别依次为：600克/吨、15000克/吨、300克/吨、150克/吨。
具体地，所述药剂均为各成份的水溶液；水溶液的质量浓度分别为：水玻璃的质量浓度为6％，硫化钠的质量浓度为15％，胺类捕收的质量浓度为2％，十二烷基磺酸钠的质量浓度为1％。
进一步地，在阶段五中，所述浮选包括4段粗选和3段精扫选；具体地，在对经步骤四处理后的矿浆按照先后依次分别添加水玻璃、硫化钠、胺类捕收剂、十二烷基磺酸钠后进行1段粗选，粗选槽底产品按照上述顺序加药后进入第2段粗选，重复进行第3段、第4段粗选，第4段粗选尾矿即为浮选尾矿；将1-4段粗选泡沫收集在一起后加入水玻璃，导入浮选槽进行第一段精扫选，槽底产品再加入水玻璃后进行第二段精扫选，如此重复进行第三段精扫选，将三段精扫选的泡沫合并即为浮选泡沫产品(钙精矿)，精扫选尾矿与粗选尾矿合并作为槽底产品(钒精矿)；在本实施例中，通过浮选过程中的4段粗选最大限度的脱除含钙矿物，通过3段精扫选进一步抑制硅酸盐矿物，实现硅酸盐矿物与碳酸盐矿物的高效分离，强化回收率。
其中实施例1的结果如表1所示：
表1澳大利亚某高钙细粒云母钒矿的实施结果
最终得到的钒精矿(槽底产品)，V2O5含量为1.53％，CaO含量为8.96％，V2O5回收率高达78.19％，氧化钙脱除率高达95.15％。
以上实施例是本发明较优选具体实施方法的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将原矿石破碎至-2mm粒级，将破碎后的矿石与水混合调成矿浆，将矿浆引入剪切搅拌装置中进行一定时间的剪切搅拌后，矿浆进入水力旋流器对矿浆进行重选，重选获得旋流器溢流产品和旋流器沉沙产品；
步骤二：对步骤一中的旋流器溢流产品采用硫化胺法在碱性环境中进行反浮选脱钙，得到浮选泡沫产品和槽内产品；
其中，所述原矿石为CaO含量40-70％、V2O5含量0.3-0.8％的云母型钒矿；
其中，所述硫化胺法包括7段浮选，其中包括4段粗选和3段精扫选，浮选中添加浮选药剂，每段粗选中添加的浮选药剂及添加顺序依次分别为：抑制剂、活化剂、胺类捕收剂、泡沫调整剂，其中活化剂为硫化钠，胺类捕收剂为十二胺、十六胺、十八胺、椰油胺中的一种或多种，活化剂添加量为800-3000克/吨、胺类捕收剂添加量为50-600克/吨。
2.根据权利要求1所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：所述矿浆的固体浓度为10-20％。
3.根据权利要求1所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：所述剪切搅拌的时间为10-15分钟。
4.根据权利要求1所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：矿浆进入水力旋流器的压力为8-13MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：每段粗选中添加的浮选药剂中抑制剂为水玻璃，泡沫调整剂为十二烷基磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：每段精扫选中添加的浮选药剂为抑制剂，抑制剂为水玻璃。
7.根据权利要求6中所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：所述浮选药剂的总添加量分别为：抑制剂400-800克/吨、泡沫调整剂20-300克/吨。
8.根据权利要求7中所述的一种高钙细粒云母型钒矿的重选反浮选脱钙的选矿方法，其特征在于：所述浮选药剂均为各成份的水溶液，水溶液的质量浓度分别为：水玻璃5-8％，硫化钠10-20％，胺类捕收剂1-3％，十二烷基磺酸钠0.5-2％。
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