一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法技术

本发明专利技术涉及一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法；属于选冶联合技术领域，本发明专利技术以V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％的低碳石煤矿为原料，在分别对碳、钒进行浮选富集后，通过浸出得到了燃烧值为2400-3100cal/g的工业燃料，以及富钒溶液，富钒溶液经过净化、解析、沉钒、煅烧得到V2O5，本工艺采用浮选富集石煤中的碳和钒，进行无污染的冶炼工艺，减少了冶炼处理量，同时充分利用了石煤中的碳资源，降低了生产成本和投资成本，总的V2O5回收率可达78％-82％。碳的利用可达70-85％。本发明专利技术能处理V2O5的品位低的低碳石煤矿，具有生产成本低，环境友好等优势，便于产业化应用。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法；属于选冶联合
技术背景：我国的大部分石煤钒矿属于多金属伴生矿物，品位低且组成复杂，其中不仅含有钒，同时还含有大量碳、铝、钾、锌、镁、铁、钡、钙等元素。传统钠化焙烧提钒工艺，仅提取其中的钒，而且钒的回收率不足50％，既浪费了石煤中的碳元素，也无法回收石煤钒矿中其他有价元素，而且杂质元素对钒回收的影响很大，焙烧过程中会产生大量的氯气、氯化氢等有毒气体，严重污染环境。由于石煤原矿中V2O5含量普遍较低，在提钒浸出工序中需要大量的硫酸和助浸剂，而且钒矿中的碳流入尾矿白白浪费。随着钒价格的降低和冶炼成本的提高，含钒石煤选矿预富集工艺的研究越来越受到重视。我国的石煤选矿研究开始于20世纪80年代，针对碳质石煤矿的选矿主要是重选富集钒、焙烧脱碳-浮选钒及重选-浮选联合流程。重选的工艺简单，但是分选效率比较低，适用范围较小。焙烧脱碳-浮选工艺由于焙烧过程能耗高、污染大，不利于环境的保护，同时生产成本也极高。重选-浮选联合工艺，由于其没有考虑到石煤中碳的回收利用，造成了很大的浪费，同时现有浮选技术一般是采用碳和钒混合浮选，由于绝大多数石煤中的钒以云母、高岭土、氧化铁等矿物质存在，其中碳和钒的品位相对都比较低，而且钒矿物不会完全和碳一起富集，所以碳和钒混合浮选效果不明显。即使原矿经重选和/或浮选得到碳精矿，如果该碳精矿不经过处理，直接燃烧会严重腐蚀设备，燃烧产生的烟气含大量SO2，环境污染严重。目前采用低碳石煤矿为原料，通过先浮选出碳、再浮选出钒的技术在相关文献中还未见报道。
技术实现思路
本专利技术针对现有工艺存在的成本高、资源浪费严重的问题，提供一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法。本专利技术一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，包括下述步骤：步骤一 调浆将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％-45％，加水调浆，配制原矿质量百分浓度为25％-35％的浆料；所述原矿中V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％；步骤二 浮选得碳粗精矿往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入1000-1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.1-1.6倍；在实际操作过程中，碳粗精矿为该段浮选所得上浮产物；碳粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；步骤三 精选碳粗精矿往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％-30％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140-300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9-2.6倍；在实际操作过程中，碳精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳精选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；步骤四 扫选碳粗选中矿往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0-1.6倍；在实际操作过程中，碳扫选精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳扫选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；步骤五 第一段钒粗选往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加入150-200g的比例加入；所述钒精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的4.2-5.9倍；在实际操作过程中，钒精矿1为该段浮选所得上浮产物；第一段钒粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；步骤六 第二段钒粗选往步骤五所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；钒捕收剂按每吨原矿加入75-100g的比例加入；所述钒精矿2中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的2.6-4.5倍。在实际操作过程中，钒精矿2为该段浮选所得上浮产物；尾矿为该段浮选残留在浆料中的产物。本专利技术一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，步骤一中，所述原矿中碳的质量百分含量为11％-18％、V2O5的品位为0.65-0.9％；步骤二、三、四中所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；所述起泡剂为松醇油；步骤二中，起泡剂按每吨原矿加入80-100g的比例加入；步骤三中，起泡剂按每吨原矿加入20-30g的比例加入；步骤四中，起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；步骤二、三中所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；步骤二中，分散剂按每吨原矿加入800-1000g的比例加入；步骤三中，分散剂按每吨原矿加入200-300g的比例加入。本专利技术一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，步骤二所得碳粗精矿中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.25倍；步骤三所得碳精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.2倍；步骤四所得碳扫选精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.08倍；步骤五所得钒精矿1中碳的质量百分含量小于等于5％、V2O5的品位为2.7-3.8％；步骤六所得钒精矿2中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位为1.6-2.9％；所得尾矿中碳的质量百分含量小于等于4％、V2O5的品位小于等于0.35％。本专利技术一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，步骤五中所述pH调节剂为硫酸或盐酸。本专利技术一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿1混合均匀，得到混合物，破碎至细度为-0.074mm的颗粒占混合物总质量的85-90％后，加水调浆至混合物的质量百分浓度为20-30％，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；油类捕收剂按每吨原矿加入500-750g的比例加入；所述油类捕收剂由由煤油和柴油按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一 调浆将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为‑0.074mm颗粒占原矿总质量的38％‑45％，加水调浆，配制原矿质量百分浓度为25％‑35％的浆料；所述原矿中V2O5的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％；步骤二 浮选得碳粗精矿往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入1000‑1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.1‑1.6倍；步骤三 精选碳粗精矿往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％‑30％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140‑300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9‑2.6倍；步骤四 扫选碳粗选中矿往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500‑700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0‑1.6倍；步骤五 第一段钒粗选往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5‑6；所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加入150‑200g的比例加入；所述钒精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的4.2‑5.9倍；步骤六 第二段钒粗选往步骤五所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿2和尾矿；钒捕收剂按每吨原矿加入75‑100g的比例加入；所述钒精矿2中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的2.6‑4.5倍。...

【技术特征摘要】
1.一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一 调浆
将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％-45％，加水
调浆，配制原矿质量百分浓度为25％-35％的浆料；所述原矿中V2O5的品位大于等于0.65％、
碳的质量百分含量小于等于18％；
步骤二 浮选得碳粗精矿
往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油
类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入
1000-1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的
1.1-1.6倍；
步骤三 精选碳粗精矿
往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％-30％的碳粗精矿浆料
后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳
精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140-300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分
含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9-2.6倍；
步骤四 扫选碳粗选中矿
往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和
碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质
量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0-1.6倍；
步骤五 第一段钒粗选
往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒
捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；

\t所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选
自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加
入150-200g的比例加入；所述钒精矿1中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的4.2-5.9倍；
步骤六 第二段钒粗选
往步骤五所得第一段钒粗选中矿中，加入脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，进行浮选，得到
钒精矿2和尾矿；钒捕收剂按每吨原矿加入75-100g的比例加入；所述钒精矿2中V2O5的品
位为原矿中V2O5品位的2.6-4.5倍。
2.根据权利要求1所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
步骤一中，所述原矿中碳的质量百分含量为11％-18％、V2O5的品位为0.65-0.9％；
步骤二、三、四中所述油类捕收剂由由煤油和柴油按质量比1-3：1-3组成；所述起泡剂
为松醇油；步骤二中，起泡剂按每吨原矿加入80-100g的比例加入；步骤三中，起泡剂按每
吨原矿加入20-30g的比例加入；步骤四中，起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入；
步骤二、三中所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠的至少一种；步骤二中，
分散剂按每吨原矿加入800-1000g的比例加入；步骤三中，分散剂按每吨原矿加入200-300g
的比例加入。
3.根据权利要求2所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，其特征在于：
步骤二所得碳粗精矿中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.25倍；
步骤三所得碳精矿1中V2O5的品位为原...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，王丽，胡岳华，刘润清，张庆鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43