一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法
【技术领域】
:
[0001]本发明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】。
技术背景:
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
【发明内容】
[0005]本发明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。
[0006]本发明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:
[0007]步骤一调浆
[0008]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% ；
[0009]步骤二浮选得碳粗精矿
[0010]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；
[0011]步骤三精选碳粗精矿
[0012]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I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I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I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；
[0013]步骤四扫选碳粗选中矿
[0014]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I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I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I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；
[0015]步骤五第一段钒粗选
[0016]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齐?、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿I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I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I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；
[0017]步骤六第二段钒粗选
[0018]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。
[0019]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
[0020]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% ；
[0021]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A ；
[0022]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。
[0023]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
[0024]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；
[0025]步骤三所得碳精矿I中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.2倍；
[0026]步骤四所得碳扫选精矿I中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.08倍；
[0027]步骤五所得钒精矿I中碳的质量百分含量小于等于5%、V205的品位为2.7-3.8%；
[0028]步骤六所得钒精矿2中碳的质量百分含量小于等于4%、V205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%。
[0029]本发明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。
[0030]本发明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I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；
[0031]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质量比1-3:1-3组成；
[0032]所述起泡剂为松醇油；起泡剂按每吨原矿加入40_50g的比例加入；
[0033]所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟娃酸钠的至少一种；分散剂按每吨原矿加入100-150g的比例加入；
[0034]所述碳中矿中V2O5的品位1.45-1.65% ;所述碳精矿2中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.7-2.5倍、V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.5-0.8倍。
[0035]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，浮选过程中，当浮选泡沫较大且带矿量很少时，该段浮选终止。
[0036]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将碳精矿I与碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、12-16kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，得到浸出液I和浸出渣I ;所述浸出渣I中碳的品位为28-38%，其燃烧值为2400-3100cal/g。
[0037]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，将碳中矿和步钒精矿I以及钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、25_30kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，浸出时间为8-10小时，得到浸出液2和浸出渣2 ;浸出渣2作为建材使用。
[0038]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，所述钒精矿中V2O5品位为1.8-2.2%，为原矿中V2O5品位的2-3.4倍。
[0039]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，
[0040]将浸出液I与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V205。
[0041]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，碳的总回收率为70-85%，钒的总回收率大于等于78%。
[0042]本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，尾矿占原矿总质量的35-45%。
[0043]原理和优势
[0044]本发明采用先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺，通过使用不同的浮选剂，基本实现了碳、钒的分离和富集，尽管在浮选碳时，会存在少量的钒进入碳中，但通过浸出完全可实现碳、钒的分离，将碳精矿进行单独浸出，不仅能够回收其中的钒，而且还能将有害元素硫除去，使得碳能够回收利用，而且燃烧时不会产生有毒气体，没有环境污染。本发明钒矿的入选品位低(最低可为0.65% )，采出来的原矿基本上都可以浮选利用，有效地克服企业原来采富(矿)弃贫(矿)、乱采乱挖现象，又能实现矿山的立体开发与整体治理，矿产资源充分利用。碳浮选所得碳精矿经酸浸提钒后，燃烧值为2400-3100cal/g，比原矿高出1700-2400cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用，这在一定程度上保护了自然环境。
[0045]本发明浮选富集碳的过程中，由于浆料内存在细小颗粒间的相互碰撞、结合、分离等过程，这会在脉石上造成细小的裂纹，而这些裂纹的存在，不仅方便了碳的浮选，也有利于钒的浮选，这就是本发明为什么要严格控制原料的粒度和细度的原因所在。本发明浮选碳时，采用的碳捕收剂和起泡剂由煤油、柴油、松醇油组成，这些组分通过协同作用，既有利于碳的浮选富集，也有利于脉石裂纹的扩展，这就为后续钒的浮选提供了必要条件。为了最大限度利用碳、钒资源，所以本发明对步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿I混合后进行再次物理破碎，然后在扫选碳，物理破碎所造成的裂纹，在碳浮选机制的作用下，在最大限度保证了碳从脉石中脱出的同时实现了钒进入碳中，同时也为残留在脉石中的钒的浸出提供了有效的通道。
[0046]本发明通过钒的两段浮选，利用特殊的脉石矿物抑制剂和钒捕收剂，通过钒粗选制度与碳粗选工艺的配合，利用来自原矿破碎过程以及碳粗选过程所产生的裂纹，极大的实现了钒从脉石中的分离，两段浮选后，抛除尾矿(尾矿占原矿总质量35%以上)，这样就大大节约了浸出过程中所用的硫酸以及后续工艺所需的石灰，这不仅节约了成本，而且减少了后续工艺中废渣的排放。同时由于抛除了尾矿，富集了钒，使得同等产能条件下，所用浸出剂、萃取剂就大大的减少，这不仅利于节约生产成本，而且有利于降低了环境污染的风险。同时本发明所得尾矿可做为建材使用，这在最大程度上实现了资源的合理应用。
[0047]总之本发明通过先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺，在碳浮选机制与钒浮选机制的有效协同作用下，实现了品位低V2O5的低碳石煤矿的选冶，为低品位的低碳石煤提供了一条实现工业化应用的途径，避开常规选冶V2O5时需要加入氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。同时本发明操作简单、成本低廉，便于实现连续化、产业化的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]附图1为本发明所用选矿流程示意图；
[0049]从图1中可以看出，本发明采用的是先浮选富集碳、再浮选富集钒的工艺。
【具体实施方式】
[0050]实施例1
[0051]以陕西某石煤钒矿为原矿，其V205的品位为0.65%，碳的质量含量为14.4%,
[0052]步骤一调浆
[0053]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%，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为25%的浆料；
[0054]步骤二浮选得碳粗精矿
[0055]往步骤一所得浆料中加入水玻璃作为分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入800g分散剂、100g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1:1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为18% (为原矿中碳含量的1.25倍)、V2O5的品位为0.80%o
[0056]步骤三精选碳粗精矿
[0057]往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20%的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿I和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入200g分散剂、140g碳捕收剂、20g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿I中碳的质量百分含量为28% (为原矿中碳含量的1.95倍)、V2O5的品位为0.75%。
[0058]步骤四扫选碳粗选中矿
[0059]往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿I和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿I中碳的质量百分含量为15% (为原矿中碳含量的1.042倍)、V2O5的品位为0.70%。
[0060]步骤五混合精选
[0061]将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿I混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿I与碳精选中矿总质量的85 %后，加水调浆至碳扫选精矿I和碳精选中矿的质量百分浓度为20%，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入10g分散剂、500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.45%，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为25% (为原矿中碳含量的1.736倍)、V2O5的品位为0.45%.
[0062]步骤六第一段钒粗选
[0063]往步骤四所得碳扫选中矿中加入硫酸调节pH值，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I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、钒捕收剂剂按每吨原矿加入200g脉石矿物抑制剂、150g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠；所述钒捕收剂为氯化十六烷基吡啶；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿I中碳的质量百分含量为4.35%,V2O5的品位为3.59%
[0064]步骤七第二段钒粗选
[0065]往步骤六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；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入10g脉石矿物抑制剂、75g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠；所述钒捕收剂为氯化十六烷基吡啶；所述钒精矿2中碳的质量百分含量为3.2%,V2O5的品位为2.8%;所述尾矿中碳的质量百分含量为4.0%、V2O5的品位为0.35%。尾矿占原矿总质量的32%。
[0066]将步骤三所得碳精矿I与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、12kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，得到浸出液I和浸出渣I ;所述浸出渣I碳的品位为38%，其燃烧值为2400cal/g，比原矿高出1900cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
[0067]将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿I以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1: 1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、25kg氟化I丐的比例,将硫酸、氯化钠、氟化I丐加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，浸出时间为8小时，得到浸出液2和浸出渣2 ;浸出渣2作为建材使用。
[0068]将浸出液I与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V205。由于尾矿占原矿总质量的32%，使得浸出和后续处理矿量减少了 32%以上，这大幅度降低了生产成本。
[0069]本实施例中，碳的总回收率为72%，钒的总回收率为78%。
[0070]从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。
[0071]实施例2
[0072]以新疆某石煤钒矿为原矿，其平均V205含量0.88%，碳含量为13.2%，
[0073]步骤一调浆
[0074]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40%，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为33%的浆料；
[0075]步骤二浮选得碳粗精矿
[0076]往步骤一所得浆料中加入分散剂(由六偏磷酸钠与氟硅酸钠按质量比1:1混合组成)，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入850g分散剂、1200g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1:1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为20.2% (为原矿中碳含量的1.53倍)、V2O5的品位为0.79%。
[0077]步骤三精选碳粗精矿
[0078]往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20%的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿I和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入250g分散剂、200g碳捕收剂、25g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿I中碳的质量百分含量为32%、V2O5的品位为0.79%。
[0079]步骤四扫选碳粗选中矿
[0080]往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿I和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入550g碳捕收剂、45g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿I中碳的质量百分含量为16%, V2O5 的品位为 0.78%。
[0081]步骤五混合精选
[0082]将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿I混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿I与碳精选中矿总质量的85 %后，加水调浆至碳扫选精矿I和碳精选中矿的质量百分浓度为25%，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入120g分散剂、550g碳捕收剂、45g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.50%，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为27.5%, V2O5的品位为0.47%。
[0083]步骤六第一段钒粗选
[0084]往步骤四所得碳扫选中矿中加入盐酸调节pH值，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I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、钒捕收剂剂按每吨原矿加入230g脉石矿物抑制剂、160g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为羧甲基纤维素钠与氟硅酸钠按质量比3:1组成；所述钒捕收剂由氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷铵按质量比2:1组成；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿I中碳的质量百分为4.6%,V2O5的品位为3.8%。
[0085]步骤七第二段钒粗选
[0086]往步骤六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；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入115g脉石矿物抑制剂、80g钒捕收剂比例加入；所述钒精矿2中碳的质量百分含量为2.8%、V2O5的品位为
2.5% ;所述尾矿中碳的质量百分含量为3.5%, V2O5的品位为0.33%。尾矿占原矿总质量的 35%。
[0087]将步骤三所得碳精矿I与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、14kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95 V进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液I和浸出渣I ;所述浸出渣I碳的品位为40%，其燃烧值为2800cal/g,比原矿高出2000cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
[0088]将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿I以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1: 1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、28kg氟化I丐的比例,将硫酸、氯化钠、氟化I丐加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液2和浸出渣2 ;浸出渣2作为建材使用。
[0089]将浸出液I与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V205。由于尾矿占原矿总质量的35%，使得浸出和后续处理矿量减少了 35%以上，这大幅度降低了生产成本。
[0090]本实施例中，碳的总回收率为76%，钒的总回收率为75%。从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。
[0091]实施例3
[0092]以贵州某石煤钒矿为原矿，其平均V205含量0.72%，碳含量为11.5%，
[0093]步骤一调浆
[0094]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35%，加水调浆，得到原矿质量百分浓度为30%的浆料；
[0095]步骤二浮选得碳粗精矿
[0096]往步骤一所得浆料中加入分散剂(由六偏磷酸钠与氟硅酸钠按质量比1:1混合组成)，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入820g分散剂、1200g碳捕收剂、80g起泡剂的比例加入浆料中；所述碳捕收剂由煤油和柴油按质量比1:1组成；所述起泡剂为松醇油；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为18% (为原矿中碳含量的1.565倍)、V2O5的品位为0.80%。
[0097]步骤三精选碳粗精矿
[0098]往步骤二所得碳粗精矿中加水，得到碳粗精矿质量百分浓度为20%的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿I和碳精选中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入200g分散剂、140g碳捕收剂、20g起泡剂的比例加入浆料中；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿I中碳的质量百分含量为30%、V2O5的品位为0.80%。
[0099]步骤四扫选碳粗选中矿
[0100]往步骤二所得碳粗选中矿中加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿I和碳扫选中矿；所述碳捕收剂和起泡剂按每吨原矿加入500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳扫选精矿I中碳的质量百分含量为18%, V2O5 的品位为 0.70%。
[0101]步骤五混合精选
[0102]将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿I混合均匀并破碎至细度为-0.074mm的颗粒占碳扫选精矿I与碳精选中矿总质量的85 %后，加水调浆至碳扫选精矿I和碳精选中矿的质量百分浓度为25%，加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中；然后加入碳捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿2和碳中矿；所述分散剂、碳捕收剂以及起泡剂按每吨原矿加入10g分散剂、500g碳捕收剂、40g起泡剂的比例加入；所述碳中矿中V2O5的品位1.55%，碳中矿由于钒品位比较高，可直接应用于钒精矿的浸出；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述碳精矿2中碳的质量百分含量为26%、V2O5的品位为0.55%。
[0103]步骤六第一段钒粗选
[0104]往步骤四所得碳扫选中矿中加入盐酸调节pH值，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I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、钒捕收剂剂按每吨原矿加入250g脉石矿物抑制剂、180g钒捕收剂比例加入；所述脉石矿物抑制剂为单宁；所述钒捕收剂为醚胺；浮选泡沫较大且带矿量很少时浮选终止；所述钒精矿I中碳的质量百分含量为4.70%, V2O5的品位为3.71%。
[0105]步骤七第二段钒粗选
[0106]往步骤六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；所述脉石矿物抑制剂、钒捕收剂按每吨原矿加入10g脉石矿物抑制齐MOg钒捕收剂比例加入；所述钒精矿2中碳的质量为3.1 %、V2O5的品位为3.0% ;所述尾矿中碳的质量百分含量为3.8%, V2O5的品位为0.35%。尾矿占原矿总质量的32%。
[0107]将步骤三所得碳精矿I与步骤五所得碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1:1将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入160kg硫酸、3.2kg氯化钠、14kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95 V进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液I和浸出渣I ;所述浸出渣I碳的品位为32%，其燃烧值为2200cal/g,比原矿高出1200cal/g，将其添加到燃料煤中作为工业燃料使用。
[0108]将步骤五所得碳中矿和步骤六所得钒精矿I以及步骤七所得钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1: 1，将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150kg硫酸、3kg氯化钠、12kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，浸出时间为9小时，得到浸出液2和浸出渣2 ;浸出渣2作为建材使用。
[0109]将浸出液I与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V205。由于尾矿占原矿总质量的33.5%，使得浸出和后续处理矿量减少了 33.5%以上，这大幅度降低了生产成本。
[0110]本实施例中，碳的总回收率为75%，钒的总回收率为72%。
[0111]从本实施例可以看出，本发明能处理低品位的、低碳石煤矿，这降低现有入选品位，降低采矿成本，提高矿山服务年限，实现企业低成本、绿色环保和可持续发展。本实施例没有采用氯盐煅烧的步骤，从而杜绝了二氧化硫以及含氯气体的产生，极大的改善了工作条件。
【权利要求】
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I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I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I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I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I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I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I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I中V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.85-1.08倍； 步骤五所得钥;精矿I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%。
4.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:步骤五中所述PH调节剂为硫酸或盐酸。
5.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: 将步骤三所得碳精选中矿和步骤四所得碳扫选精矿I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；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质量比1-3:1-3组成； 所述起泡剂为松醇油；起泡剂按每吨原矿加入40-50g的比例加入； 所述分散剂选自水玻璃、六偏磷酸钠、氟娃酸钠的至少一种；分散剂按每吨原矿加入100-150g的比例加入； 所述碳中矿中V2O5的品位1.45-1.65% ;所述碳精矿2中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.7-2.5倍、V2O5的品位为原矿中V2O5品位的0.5-0.8倍。
6.根据权利要求1或5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:将碳精矿I与碳精矿2混合均匀，得到碳精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将碳精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨碳精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、12-16kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，得到浸出液I和浸出渣I ;所述浸出渣I中碳的品位为28-38%，其燃烧值为2400-3100cal/g ; 将碳中矿和钒精矿I以及钒精矿2混合均匀后，得到钒精矿，然后按液固质量比1-2.5:1-2.5将钒精矿加入到水中，得到混合溶液，再按每吨钒精矿加入150-175kg硫酸、3-3.5kg氯化钠、25-30kg氟化钙的比例，将硫酸、氯化钠、氟化钙加入混合溶液中，在92-95°C进行浸出，浸出时间为8-10小时，得到浸出液2和浸出渣2 ;浸出渣2作为建材使用。
7.根据权利要求6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:所述钒精矿中V2O5品位为1.8-2.2%。
8.根据权利要求6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: 将浸出液I与浸出液2合并后，经净化、萃取和煅烧得到V205。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8任意一项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:碳的总回收率为70-85%，钒的总回收率大于等于78%。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8任意一项所述的一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钥;和碳的方法，其特征在于:尾矿占原矿总质量的35-45%。
【文档编号】B03D1/00GK104138806SQ201410254890
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】孙伟, 王丽, 胡岳华, 刘润清, 张庆鹏 申请人:中南大学