一种微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法技术

本发明专利技术涉及一种微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法。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。先将粒径为1.5～10mm的钒页岩原矿置于“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”的腔体内，启动顶板波源(8)和左侧板波源(2)，辐照15～30s，停止6～10s；再启动底板波源(4)和右侧板波源(6)，辐照15～30s，停止6～10s；重复辐照2～3次，得到微波处理的钒页岩。将微波处理的钒页岩置于水中水淬，得到水淬浆；然后将水淬浆与粒径＜1.5mm的钒页岩原矿混合，磨矿，得到的磨矿产品进入后续浸出工序。本发明专利技术不仅处理周期短、能耗低和无碳排放，且钒页岩可磨性与浸出率强化效果好。且钒页岩可磨性与浸出率强化效果好。且钒页岩可磨性与浸出率强化效果好。

A method of microwave strengthening vanadium shale grinding and promoting leaching

【技术实现步骤摘要】
一种微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法


[0001]本专利技术属于页岩提钒
具体涉及一种微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法。

技术介绍

[0002]钒页岩(石煤钒矿)是我国特有的一类重要优势含钒资源，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，在矿冶领域尤其是矿产资源高效提取方面得到了广泛关注。
[0003]王俊鹏等人(王俊鹏,姜涛,刘亚静,薛向欣.微波预处理对钒钛磁铁矿磨矿动力学的影响[J].东北大学学报(自然科学版),2019,40(5):663
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667)采用微波强化钒钛磁铁矿的磨矿效果。在微波功率为4kW和处理时间为2min的情况下，钒钛磁铁矿的破碎速率最高提升约90％。该法虽处理时间较短，但需较高的微波功率，这将带来较大的处理能耗；并且钒矿物可磨性(以破碎效率计)提升程度不大，仅约为90％。说明现有的微波强化含钒矿物磨矿技术存在微波功率大、能耗高和钒矿物可磨性提升程度小的技术缺陷
[0004]Yi
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zhong Yuan等人(Yi
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zhong Yuan,Yi
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min Zhang,Tao Liu1,and Tie
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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 of Minerals,Metallurgy and Materials,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。
[0005]汪劲鹏等人(汪劲鹏,张一敏,黄晶,袁益忠.微波强化石煤提钒酸浸工艺的研究[J].有色金属(冶炼部分),2015,(10):54
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57.)在空白焙烧酸浸工艺的基础上，考查微波加热浸出和常规加热浸出对某含钒石煤钒浸出率的影响。结果表明，微波加热搅拌酸浸90min，能够获得88.2％的钒浸出率，比相同条件下常规加热浸出高9个百分点。该方式的微波处理温度虽低，但存在微波处理(需要持续微波辐照90min)时间长、能耗高的技术缺陷；再者，相较于现有方式，仅有9％的浸出率提升，提升程度小。
[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、钒页岩可磨性差和钒浸出率提升程度小的技术缺陷。

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周期短、能耗低和无碳排放的微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法，该方法的钒页岩可磨性与浸出率的强化效果
好，适用于钒页岩全湿法提钒。
[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的钒页岩原矿和粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿。
[0010]步骤2、微波处理
[0011]步骤2.1、将粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿置于“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”的腔体内，关闭炉门。
[0012]步骤2.2、启动顶板波源和左侧板波源，辐照15～30s，关闭顶板波源和左侧板波源，停止6～10s。
[0013]步骤2.3、启动底板波源和右侧板波源，辐照15～30s，关闭底板波源和右侧板波源，停止6～10s。
[0014]步骤2.4、按照步骤2.2和步骤2.3依次重复2～3次；打开炉门，得到微波处理的钒页岩。
[0015]步骤3、磨矿
[0016]步骤3.1、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。
[0017]步骤3.2、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；
[0018]所述钒页岩的化学成分是：C含量为4～25wt％；V2O5含量≥0.45wt％。
[0019]所述“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”是由4个正方形平板围成的腔体和4个波源组成；四个正方形平板分别为顶板、左侧板、底板和右侧板，四个正方形平板的边长为a；4个波源相同，每个波源均由1个磁控管和1个波导组成，4个波源分别为顶板波源、左侧板波源、底板波源和右侧板波源，每个波源与正方形平板的安装面为矩形。
[0020]顶板的上平面装有顶板波源，顶板波源的安装面中心O1位于顶板的右边线的垂直平分线，顶板波源的安装面中心O1与顶板的右边线的距离为a/4；顶板波源的矩形长边与顶板的右边线垂直。
[0021]左侧板装有左侧板波源，左侧板波源的安装面中心O2位于左侧板的后边线的垂直平分线，左侧板波源的安装面中心O2与左侧板的后边线的距离为a/4；左侧板波源的矩形长边与左侧板的后边线夹角为θ＝0～45
°
。
[0022]底板的下平面装有底板波源，底板波源的安装面中心O3位于底板的左边线的垂直平分线，底板波源的安装面中心O3与底板的左边线的距离为a/4；底板波源的矩形长边与底板的左边线平行。
[0023]右侧板装有右侧板波源，右侧板波源的安装面中心O4位于右侧板的前边线的垂直平分线，右侧板波源的安装面中心O4与右侧板的后边线的距离为a/4；右侧板波源的矩形长边与右侧板的前边线夹角为90
°‑
θ。
[0024]所述波源的微波功率为500～1500W。
[0025]所述矩形的长边l＝a/6～a/3。
[0026]由于采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]1、本专利技术从微波的复合物理场属性出发，通过“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”(以下简称“箱体式微波处理装置”)腔体和钒页岩中电
‑
磁
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热
‑
应力复合物理场的仿真模拟以及实际验证，实现复合物理场的优化分布，结合脉冲式微波馈入方式，充分发挥微波对钒页岩异相解离的诱导强化作用；能够在2～4min内实现钒页岩的高效预处理，使得钒页岩可磨性(以破本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波强化钒页岩磨矿与促进浸出的方法，其特征在于所述方法的具体步骤是：步骤1、将钒页岩原矿破碎，筛分，得到粒径＜1.5mm的钒页岩原矿和粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿；步骤2、微波处理步骤2.1、将粒径为1.5～10.0mm的钒页岩原矿置于“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”的腔体内，关闭炉门；步骤2.2、启动顶板波源(8)和左侧板波源(2)，辐照15～30s，关闭顶板波源(8)和左侧板波源(2)，停止6～10s；步骤2.3、启动底板波源(4)和右侧板波源(6)，辐照15～30s，关闭底板波源(4)和右侧板波源(6)，停止6～10s；步骤2.4、按照步骤2.2和步骤2.3依次重复2～3次；打开炉门，得到微波处理的钒页岩；步骤3、磨矿步骤3.1、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；步骤3.2、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；所述“强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置”是由4个正方形平板围成的腔体和4个波源组成；四个正方形平板分别为顶板(1)、左侧板(3)、底板(5)和右侧板(7)，四个正方形平板的边长为a；4个波源相同，每个波源均由1个磁控管和1个波导组成，4个波源分别为顶板波源(8)、左侧板波源(2)、底板波源(4)和右侧板波源(6)，每个波源与正方形平板的安装面为矩形；顶板(1...

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