从含钒矿物中干法分级富集V₂O₅的方法

专利名称：从含钒矿物中干法分级富集V₂O₅的方法
技术领域：
本发明属于冶金领域中稀有金属的选矿与冶金技术领域，尤其涉及一种从含钒矿物中富集V2O5的方法。
背景技术：
钒是一种稀有高熔点金属，是一种非常重要的战略资源。目前，世界上85%以上的钒被用于钢铁工业；约7%被用于生产其它合金，如铝钒合金、钛钒合金；另有7%被用于化工及陶瓷工业，常作为生产高效催化剂、触媒剂的原料。钒的应用领域还在不断地拓展，在航天工业、核工业、生物制药和钒电池等方面都有新的应用。含钒石煤是我国一种特有的钒矿资源，其储量巨大，但石煤含钒的品位高低不等我国各地区的石煤含钒品位大部分在O. 1% I. 0%之间，品位大于1%的则较少。我国石煤中钒的品位较低，而且非专利文献“石煤提钒研究进展与V2O5的市场状况”(宾智勇，《湖南有色金属》2006年01期，P16 20)中记载石煤钒矿采用传统选矿的方法不能予以富集，我国石煤提钒行业也未见选矿富集先例。但近来也有少量文献提出石煤选矿的方法，中国专利文献“一种含钒石煤的选矿方法”(公开号CN1864860A)中称将矿物磨至200目，制成矿浆，用湿式精细分级机选出含钒精矿；此方法钒回收率较低，且硅质石煤矿工业上普遍采用焙烧工艺处理，所得精矿还需增加一段烘干工序，明显提高了投资和生产升本。非专利文献“选矿富集阿克苏石煤矿中的钒”(向平等，《材料研究与应用》2010年01期，P65 69)中记载采用湿式筛选抛尾或湿式筛选再浮选方法富集钒，此方法也为湿式处理，浮选工序需专门建厂，投入巨大，同样难以适用于硅质石煤矿。石煤提钒行业都面临降低生产成本的巨大压力。石煤提钒项目成本高主要是由于含钒矿物的品位太低，致使投资大、环保成本高、处理量和能源消耗大。在生产成本难以有效控制的情况下，寻找结合提钒工艺、且绿色环保的选矿富集技术成为了新的发展方向。

发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种投资少、能耗低、污染少、操作简单且适于工业化应用的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，包括以下步骤
(1)粗破首先对含钒矿物进行粗破，筛分去除部分粗颗粒矿物，使矿物中的钒品位得到初步富集；所述粗破过程优选采用的设备为颚式破碎机和圆锥破碎机，且先通过颚式破碎机进行破碎，再通过圆锥破碎机进行破碎；
(2)细磨对上述步骤(I)处理后的矿物颗粒进行细磨；所述细磨过程优选采用的设备为棒磨机或球磨机；
(3)气流分级对上述步骤(2)处理后的细粉物料进行干法气流分级，通过控制气流流速进一步分离细粉物料，并收集气流分级后的细粒级物料，得到富集V2O5后的含钒产物。
上述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，所述含钒矿物为硅质岩型钒矿石，其中含C质量分数优选为1% 25%，含V2O5品位优选大于O. 5%。我们的研究表明，部分硅质含钒页岩的各组份矿物物理性能有差异，脉石相硬度大，密度大，含V2O5低；硅相硬度小，密度小，含V2O5高，可见，处理此类含钒矿物时，特别适用于本发明的富集方法。上述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，所述步骤(I)中，所述粗颗粒矿物优选是指粒度大于5mm的矿物；所述粗破完成后，优选控制粗破后矿物颗粒粒度一 5mm的矿物量> 80%。上述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，所述步骤(I)中，优选采用滚筒筛进行筛分，筛分去除的粗颗粒矿物的质量优选占所述含钒矿物(即原矿)质量的10% 30%。上述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，所述细磨完成后，优选控制细磨后细粉物料粒度一 O. 15mm的物料量> 85%，所述细粒级物料是指粒度小于O. 15mm的矿料。
上述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，所述步骤(3)中，气流分级过程的抛尾量优选占分级前细粉物料质量的5% 15%。与现有技术相比，本发明的优点在于
(1)本发明采用在矿物粗破和细磨时进行二步抛尾的方法，提高了钒品位，在原有工艺基础上基本没有增加投资；
(2)本方法全程采用干法分级，可以顺利承接后续焙烧处理；不仅工艺流程简单，节能降耗，而且过程操作方便，绿色环保。


图I为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施例方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。实施例I :
湖南某地石煤钒矿，原矿化学成分主要包括C 15. 00%、SiO2 58. 46%、Al2O3 8. 72%、V2O5I. 00%，采用本发明的方法对该硅质岩型石煤钒矿进行处理，具体包括以下步骤(工艺流程参见图I)
I.粗破将本实施例的石煤钒矿依次采用颚式破碎机和圆锥破碎机进行粗破，通过圆锥破碎机排料口控制出料粒度范围在5. OOmm左右，再将粗破后的矿物采用5. OOmm滚筒筛进行筛分，筛上粗颗粒矿物质量为原矿质量的17. 40%,取样分析含V2O5为O. 23% ;筛下为原矿质量82. 60%,取样分析含V2O5为I. 16%。原矿处理量降低17. 40%,钒损失4. 00%,钒品位提高 16. 00%ο2.细磨将步骤I制得的低于5. OOmm的矿物颗粒进入球磨机细磨，取细磨后的细粉物料样过O. 15mm的网筛，测得过筛的矿物量为93. 40%，此时停止细磨。3.干法气流分级将步骤(2)细磨后的细粉物料送入气流分级机，通过调节风力大小控制分级量，粗粉出口收集量为进料总量的9. 70%,取样分析含V2O5为O. 42%，细粉出口(小于O. 15mm)的细粒级物料收集量为进料总量的90. 30%，取样分析含V2O5为I. 24%。
通过粗破与细磨两步抛尾，原矿处理量总共减少25. 20%,钒总损失为7. 37%，钒品位提高24. 00%,从原矿含钒I. 00%提高至I. 24%。实施例2:
西北某地石煤钒矿，原矿化学成分主要包括C 2. 25%、SiO2 59. 41%、Al2O3 10. 40%、V2O5
O.72%，采用本发明的方法对该硅质岩型石煤钒矿进行处理，具体包括以下步骤
I.粗破将本实施例的石煤钒矿依次采用颚式破碎机和圆锥破碎机进行粗破，通过圆锥破碎机排料口控制出料粒度范围在5. OOmm左右，再将粗破后的矿物采用5. OOmm滚筒筛进行筛分，筛上粗颗粒矿物质量为原矿质量的15. 70%,取样分析含V2O5为O. 27% ;筛下为原矿质量84. 30%,取样分析含V2O5为O. 81%。原矿处理量降低11. 70%,钒损失4. 24%，钒品位提闻 11. 70%ο·
2.细磨将步骤I制得的低于5. OOmm的矿物颗粒进入棒磨机细磨，取细磨后的细粉物料样过O. 15mm的网筛，测得过筛的矿物量为94. 50%，此时停止细磨。3.干法气流分级将步骤(2)细磨后的细颗粒物料送入气流分级机，通过调节风力大小控制分级量，粗粉出口收集量为进料总量的9. 20%,取样分析含V2O5为O. 29%，细粉出口(小于O. 15mm)的细粒级物料收集量为进料总量的90. 80%，取样分析含V2O5为O. 86%。通过粗破与细磨两步抛尾，原矿处理量总共减少23. 46%，钒总损失为9. 00%,钒品位提高18. 90%,从原矿含钒O. 72%提高至O. 86%。
权利要求
1.一种从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，包括以下步骤 (1)粗破首先对含钒矿物进行粗破，筛分去除粗颗粒矿物； (2)细磨对上述步骤(I)处理后的矿物颗粒进行细磨； (3)气流分级对上述步骤(2)处理后的细粉物料进行干法气流分级，通过控制气流流速进一步分离细粉物料，并收集气流分级后的细粒级物料，得到富集V2O5后的含钒精矿。
2.根据权利要求I所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述含钒矿物为硅质岩型钒矿石，其中含C质量分数为1% 25%，含V2O5品位> O. 5%。
3.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述步骤(I)中，所述粗颗粒矿物是指粒度大于5mm的矿物；所述粗破完成后，控制粗破后矿物颗粒粒度一 5mm的矿物量> 80%。
4.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述步骤(I)中，采用滚筒筛进行筛分，筛分去除的粗颗粒矿物的质量占所述含钒矿物质量的 10% 20%ο
5.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述细磨完成后，控制细磨后细粉物料的粒度一 O. 15mm的物料量> 85% ;所述细粒级物料是指粒度小于O. 15mm的矿料。
6.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述步骤(3)中，气流分级过程的抛尾量占分级前细粉物料质量的5% 15%。
7.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述粗破过程选用的设备为颚式破碎机和圆锥破碎机。
8.根据权利要求I或2所述的从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，其特征在于所述细磨过程选用的设备为棒磨机或球磨机。
全文摘要
本发明公开了一种从含钒矿物中干法分级富集V2O5的方法，包括以下步骤首先对含钒矿物进行粗破，筛分去除粗颗粒矿物，使钒品位得到初步富集；再对矿物颗粒进行细磨，细磨后的细粉物料经干法气流分级，去除部分含钒低的脉石，收集气流分级后的细粒级物料，得到富集V2O5后的含钒精矿。本发明通过二步抛尾富集，不仅减少了矿物后续处理量，提高了钒的品位；而且工艺流程简单、操作方便、绿色环保，具有广阔的应用前景。
文档编号C22B34/22GK102935404SQ201210493928
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者万洪强, 宁顺明, 佘宗华, 李肇佳, 陈文勇, 邢学永, 封志敏, 赵强, 王文娟, 吴江华 申请人:长沙矿冶研究院有限责任公司