一种利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法。其技术方案是：将钒页岩原矿破碎，筛分，得粒径＜1.5mm和粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿。开启“强化钒页岩磨矿与浸出效率的连续式微波处理装置”，将粒径为1.5～10.0mm钒页岩原矿从进料口以60～150kg/h给入，再按所得微波处理的钒页岩∶水的质量比1∶1～3进行水淬，得到水淬浆；再按粒径＜1.5mm钒页岩原矿∶粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿的质量比为1∶1.5～2，将水淬浆与粒径＜1.5mm的钒页岩原矿混合，磨矿，所得磨矿产品进入浸出工序。本发明专利技术处理时间短、能耗低、无碳排放、钒页岩可磨性与浸出率强化效果好、操作简单和处理效率高，适用钒页岩全湿法提钒体系的微波强化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法


[0001]本专利技术属于页岩提钒
具体涉及一种利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法。

技术介绍

[0002]含钒石煤(钒页岩)是一类重要的钒资源，页岩提钒已成为我国钒资源开发利用的重要途径和需求保障。钒页岩的磨矿和浸出是页岩提钒过程的两个重要环节，磨矿与浸出效率共同决定了页岩钒的综合回收率以及提钒成本。微波作为一种清洁能源，在矿冶领域尤其是在辅助磨矿和强化浸出等方面受到了广泛关注。
[0003]Junpeng Wang等人(Junpeng Wang,Tao Jinag,Yajing Liu,and Xiangxin Xue.Effect of microwave irradiation on the grinding and magnetic separation characteristics of vanadium titano
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magnetite[J].Metallurgical Research&Technology,2019,116,419:1
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10)采用微波强化钒钛磁铁矿的磨矿效果。在微波功率为2kW和处理时间为4min的情况下，钒钛磁铁矿的可磨性(以破碎速率计)最高提升约159.1％。一方面，该法虽然能够一定程度地提高含钒矿物的可磨性，但需要在2kw条件下连续辐照4min，能耗较高；并且磨矿效率提高159.1％，提升幅度不大。另一方面，该法属于间断式微波处理，当需要处理大批量含钒页岩时，该装置操作将会较为复杂和效率低。因此，现有的微波强化含钒矿物磨矿技术存在处理能耗高、钒矿物可磨性提升程度小、操作复杂和处理效率低的技术缺陷。
[0004]李银丽等人(李银丽,宋永辉,王科鹏,陈向阳.石煤微波浸出提钒工艺研究[J].有色金属(冶炼部分),2016,03:36
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44.)采用微波溶液化学反应器对含钒石煤进行微波强化浸出研究。发现当微波功率为800W、微波辐照时间为60min，硫酸浓度为13％和液固比为2:1(mL/g)时，钒浸出率为83.2％；在相同浸出条件下采用常规加热方式进行浸出，可获得73.63％的钒浸出率。该法虽然能够获得较高的钒浸出率，但需要连续微波辐照60min，处理时间长，能耗高、且相比于常规方式浸出率提升程度不到10％。另外，该微波溶液化学反应器属于间断式处理装置，无法实现连续性作业，当需要处理大批量钒页岩时，操作较为复杂且效率低。说明现有的微波强化浸出的技术，存在处理时间长、能耗高、钒浸出率提升程度小、装置操作复杂和效率低的缺点。
[0005]Yi
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zhongYuan等人(Yi
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zhongYuan,Yi
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minZhang,Tao Liu1,andTie
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jun Chen.Comparison of the mechanisms of microwave roasting and conventional roasting and of their effects on vanadium extraction from stone coal[J].International Journal ofMinerals,Metallurgy andMaterials,2015,22(5):476
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482)将钒页岩在800℃条件下微波焙烧30min，对焙烧样进行浸出，获得84％的钒浸出率；与900℃常规焙烧60min相比，钒浸出率提高了13％。与常规焙烧方式相比，焙烧温度和焙烧时间虽有所缩短，且浸出率也有所提升；但仍存在处理温度过高、处理时间长和能耗高的技术缺陷；再者，该微波焙烧温度已经远远超过钒页岩中碳的燃烧温度，在处理过程中会产生大量
的碳排放。另外，该法属于间断式微波处理，当需要处理大批量含钒页岩时，该装置操作将会较为复杂和效率低。因此，现有的通过微波焙烧强化含钒矿物浸出效率的技术存在微波处理时间长、处理能耗高、碳排放量大、操作复杂和处理效率低的技术缺陷。
[0006]综上所述，现有的利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的技术存在处理时间长、能耗高、碳排放量大、钒浸出效率提升程度小、装置操作复杂和处理效率低的技术缺陷。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种处理时间短、能耗低、无碳排放、钒页岩可磨性与浸出率强化效果好，装置操作简单和处理效率高的利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法，该方法适用于钒页岩全湿法提钒体系的微波强化方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案的具体步骤是：
[0009]步骤1、将钒页岩原矿破碎，筛分，得到粒径＜1.5mm钒页岩原矿和粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿。
[0010]步骤2、采用“强化钒页岩磨矿与浸出效率的连续式微波处理装置”进行微波处理，设定传输带的运输速度，开启所述连续式微波处理装置中所有波源的开关，启动传输带。
[0011]将粒径为1.5～10.0mm钒页岩原矿从所述的连续式微波处理装置的进料口给入，给入量为60～150kg/h；从所述的连续式微波处理装置的出料口即得微波处理的钒页岩。
[0012]步骤3、按所述微波处理的钒页岩∶水的质量比为1∶1～3，将所述的微波处理的钒页岩置于水中水淬，得到水淬浆。
[0013]再按粒径＜1.5mm钒页岩原矿∶粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿的质量比为1∶1.5～2，将所述水淬浆与所述粒径＜1.5mm的钒页岩原矿混合，磨矿，即得磨矿产品；所述磨矿产品进入后续浸出工序。
[0014]步骤4、所有物料处理结束后，关闭与所有波源的开关，关闭物料传输带。
[0015]所述钒页岩的化学成分是：C含量为4～25wt％；V2O5含量≥0.45wt％。
[0016]所述波源的微波功率为500～1500W。
[0017]传输带9的运输速度为na～2na/min。
[0018]所述“强化钒页岩磨矿与浸出效率的连续式微波处理装置”的结构是：连续式微波处理装置是由4个长方形平板围成的腔体、4n个波源和一条物料传输带组成；所述长方形平板的长
×
宽＝2na
×
a，每个长方形平板各自均匀地分别装有n个波源，4n个波源相同，n为2～10的自然数；在腔体内水平地装有物料传输带，传输带的上表面距离腔体顶部的高度为0.52～0.58a，传输带的宽度为0.9～0.95a。
[0019]四个长方形平板分别为顶板、左侧板、底板和右侧板，顶板、左侧板、底板和右侧板依次对应地装有顶板波源、左侧板波源、底板波源和右侧板波源；每个波源均由1个磁控管和1个波导组成，每个波源在长方形平板的安装面为矩形。
[0020]每个波源在各自对应的长方形平板上的安装位置：
[0021]为描述简便起见，假定将所述腔体从顶板和右侧板的交线处分开，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微波强化钒页岩磨矿与浸出效率的方法，其特征在于所述方法具体步骤是：步骤1、将钒页岩原矿破碎，筛分，得到粒径＜1.5mm钒页岩原矿和粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿；步骤2、采用“强化钒页岩磨矿与浸出效率的连续式微波处理装置”进行微波处理，设定传输带(9)的运输速度，开启所述的连续式微波处理装置中所有波源的开关，启动传输带(9)；将粒径为1.5～10.0mm钒页岩原矿从所述的连续式微波处理装置的进料口给入，给入量为60～150kg/h；从所述的连续式微波处理装置的出料口即得微波处理的钒页岩；步骤3、按所述微波处理的钒页岩∶水的质量比为1∶1～3，将所述微波处理的钒页岩置于水中水淬，得到水淬浆；再按粒径＜1.5mm钒页岩原矿∶粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿的质量比为1∶1.5～2，将所述水淬浆与所述粒径＜1.5mm的钒页岩原矿混合，磨矿，即得磨矿产品；所述磨矿产品进入后续浸出工序；步骤4、所有物料处理结束后，关闭与所有波源的开关，关闭物料传输带(9)；所述的“强化钒页岩磨矿与浸出效率的连续式微波处理装置”的结构是：连续式微波处理装置是由4个长方形平板围成的腔体、4n个波源和一条物料传输带(9)组成；所述长方形平板的长
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宽＝2na
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a，每个长方形平板各自均匀地分别装有n个波源，4n个波源相同，n为2～10的自然数；在腔体内水平地装有物料传输带(9)，传输带(9)的上表面距离腔体顶部的高度为0.52～0.58a，传输带(9)的宽度为0.9～0.95a；四个长方形平板分别为顶板(1)、左侧板(3)、底板(5)和右侧板(7)，顶板(1)、左侧板(3)、底板(5)和右侧板(7)依次对应地装有顶板波源(8)、左侧板波源(2)、底板波源(4)和右侧板波源(6)；每个波源均由1个磁控管和1个波导组成，每个波源在长方形平板的安装面为矩形；每个波源在各自对应的长方形平板上的安装位置：为描述简便起见，假定将所述腔体从顶板(1)和右侧板(7)的交线处分开，使所述腔体展开为一个平面；且令：物料的进口端为每个长方形平板的起始边，顶板(1)的分开线为腔体展开面的上边线，即腔体展开面的第一根水平线为顶板(1)的上边线，腔体展开面的第二根水平线为左侧板(3)的上边线，腔体展开面的第三根水平线为底板(5)的上边线，腔体展开面的第四根水平线为右侧板(7)的上边线；顶板波源(8)在顶板(1)的安装位置：第1个顶板波源(8)位于距顶板(1)起始边的a/2处，第2个顶板波源(8)位于距顶板(1)起始边的2a(2
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1)+a/2处，第3个顶板波源(8)位于距顶板(1)起始边的2a(3
‑
1)+a/2处，
……
，以此类推，第n个顶板波源(8)位于距顶板(1)起始边的2a(n

【专利技术属性】
技术研发人员：袁益忠，张一敏，刘红，胡鹏程，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：