专利名称：一种从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法
技术领域：
本发明为从低品位氧化型钒矿提出五氧化二钒选冶工艺方法，涉及磨矿分级工
艺、浮选工艺和冶炼工艺。
背景技术：
—种低品位氧化型钒矿，主要为粘土质岩和黑色硅质页岩，粘土质岩的主要组成矿物为石英、蛋白石、伊利石(水白云母)、海泡石、高岭石、绿泥石等；黑色硅质的主要组成矿物是石英和蛋白石，含少量硫化物、碳酸盐矿物、褐铁矿、长石、粘土矿物和炭质物等。
中钢集团湖南凤凰矿业有限公司塘坨矿区表层属于低品位氧化型钒矿，原矿含五氧化二钒O. 93%，矿石中可供回收的元素为钒，主要矿物组成为石英、云母、蛋白石、伊利石、高岭土和褐铁矿等。钒主要为低价钒(V3+，V4+)形式存在，约占总钒的80%以上，主要以类质同像形式存在于伊利石、高岭土和褐铁矿中。矿石结构主要为泥质结构、显微鳞片泥质结构、隐晶质或微晶结构。矿石结构主要为微层状和致密块状，局部可见层纹状或条带状构造。 对于低品位氧化型钒矿， 一般都采用传统的加食盐钠化焙烧提取五氧化二钒，该工艺环境污染严重，而且浸出率低，不仅污染环境，还极大的浪费了我国低品位钒资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为克服现有技术中生产成本过高、环境污染严重等缺陷，提出一种从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，它采用低成本选矿技术，有效提高提钒原料的品位；采用特别制定的优化浮选与冶炼工艺，压縮了冶炼物料的处理量，减少了冶炼投资，降低单位产品生产成本，克服了环境污染问题。 本发明的技术方案是，所述从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，低品位氧化型钒矿原矿的主要成份重量份组成为V2050.91 % -0. 95%、 TC1.8% -2. 2%、Si0272% -74%、 Al2038. 5% -10%、 S 0. 2% -0. 4%，余量为其它自然共生物；其特征在于，该方法包括以下步骤 1)将低品位氧化型钒矿原矿破碎到粒径为10mm-15mm，再球磨至细度为_0. 074mm的矿料重量占矿料总重量40 % -70% ，分级获得+a mm粗粒级产品和-a mm细粒级产品，0. 030《a《0. 040 ;例如a = 0. 037mm ; 2)上述粗粒级产品再球磨至0.074mm矿料重量占该再球磨矿料总重量40% _70%，按每吨矿料添加100g-1000g脉石抑制剂和100g-1000g钒矿物捕收剂后，通过
一粗一精一扫的浮选获得钒精矿和最终尾矿； 3)将分级所得细粒级产品与浮选获得的钒精矿混合为混合精矿； 4)将混合精矿送入圆筒干燥窑，利用回转窑尾气在干燥圆筒中干燥至含水分
6% _7%，得干燥后混合精矿； 5)按100重量份干燥后混合精矿添加3-5重量份CaC03的用量，在干燥后混合精矿添加CaC03，混匀后制得粒径10mm-12mm颗粒料，送入回转窑焙烧，窑头负压80Pa_120Pa， 窑尾负压160Pa-200Pa ;高温段焙烧温度880°C -92(TC，焙烧时间2. 0小时-2. 5小时；焙烧 后出炉冷却至常温，送入球磨机湿磨，得矿浆粒度-200目的物料重量份不低于矿浆总重量 份的60%、质量浓度50%的磨矿矿浆； 6)将磨矿矿浆调整质量浓度至40%，再按重量份在该磨矿矿浆加入焙烧矿量 3% 5%的硫酸，于搅拌槽中搅拌浸出4小时-6小时，维持ph2. 0-2. 5，矿桨过滤产生浸出 液和浸出渣；焙烧矿量即干燥后混合精矿量；硫酸浓度98% ;
浸出渣可经三次洗涤后做建材； 7)浸出液添加氧化剂双氧水，添加浸出液0. 8-1. 2%体积份双氧水，再加纯碱调
节pH7 7. 5，去除Si02， A1203， Fe，得净化液； 8)净化液进717离子交换树脂富集五氧化二钒； 9)将富集了五氧化二钒的饱和树脂用硫酸溶液解析，得每升溶液含五氧化二钒
50g-100g的解析液；所用硫酸溶液浓度为每升硫酸溶液含硫酸180g-220g ; 10)沉钒解析液加氧化剂双氧水，每100体积份添加浸出液1. 8-2. 2体积份双氧
水，再用氨水调节PH2-2. 5 ;加温至90°C -95t:，维持2小时-3小时，将解析液中的四价钒
氧化成五价钒，得沉淀物； 11)红钒煅烧将沉淀物在500 °C -550 °C煅烧2. 5小时_3. 0小时，得粉状V205产
PI
PR o 所述脉石抑制剂为水玻璃和硫酸铝，水玻璃与硫酸铝的重量比用量为1-4 : i。 所述钒矿物捕收剂由阳离子捕收剂和阴离子捕收剂组成；阳离子捕收剂为十二胺
或十八胺或混合胺，用量为每吨矿料添加阳离子捕收剂50g-500g ;阴离子捕收剂为油酸或
氧化石蜡皂，用量为每吨矿料添加阴离子捕收剂50g 500g。 本发明技术方案主要包括两段磨矿分级、浮选和冶炼，机理说明如下。
(1)磨矿分级。第一段磨矿分级由于原矿中的含钒矿物主要为云母类、粘土矿
物等，石英、石榴子石等其它硅酸盐矿物含钒极低，由于可磨度的不同，含钒矿物在磨矿过
程中比不含钒矿物更容易磨细，因此，通过磨矿分级可获得含钒较高的钒精矿。再磨第一
段磨矿后，粗粒级部分中，含钒矿物解离度不够，再次磨使含钒矿物与其它脉石矿物充分解离。
(2)浮选。采用水玻璃或硫酸铝作为石英等的抑制剂，阳离子捕收剂十二胺和阴离
子捕收剂油酸协成作用达到使含钒矿物和石英等硅酸盐矿物分离的目的。 (3)冶炼。混合精矿进入圆筒干燥窑干燥后加入添加剂CaC03混匀至圆盘制粒机
制粒，粒子进入回转窑焙烧，焙烧矿出炉冷却后进入格子球磨机湿磨，磨矿后加入矿浆加入
焙烧矿量3% 5%的硫酸在搅拌槽中搅拌浸出4 6h，维持ph2. 0 2. 5，矿浆过滤产生
浸出液进入净化工序，浸出渣三次洗涤后做建材；浸出液经净化、吸附、解析、沉钒、煅烧得
产品五氧化二钒。 由以上可知，本发明为一种从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，它首 先采用专门研发的低成本选矿方法，提高了冶金提钒原料的品位；继而采用特别制定的优 化浮选与冶炼工艺，压縮了冶炼物料的处理量，减少了冶炼投资，降低单位产品生产成本， 克服了环境污染问题。
图1是本发明一种低品位氧化型钒矿实施例的磨矿_分级_浮选工艺原则流程图； 图2是本发明一种低品位氧化型钒矿浮选精矿实施例的冶炼原则流程图。
具体实施例方式
原矿为中钢集团湖南凤凰矿业有限公司塘坨矿区表层矿属于低品位氧化型钒矿，矿石中可回收的有价矿物主要为五氧化二钒。矿石中五氧化二钒含量为0.93%，原矿直接提钒生产成本极高，企业难以赢利。本发明针对该矿采用选矿富集钒，再冶炼回收钒的工艺。 原料中钢集团湖南凤凰矿业有限公司塘坨矿区表层矿，其主要化学成份为
(%):
v2o5TCSi02A1AS
0. 932. 0072. 419. 270. 27 工艺流程 1)将低品位氧化型钒矿原矿破碎到粒径为10mm-15mm，再球磨至细度为_0. 074mm的矿料重量占矿料总重量50% -60%，分级获得+0. 037mm粗粒级产品和_0. 037mm细粒级
A 口 2)上述粗粒级产品再球磨至-0.074mm矿料重量占该再球磨矿料总重量
40% _70%，按每吨矿料添加水玻璃250g、硫酸铝200g和油酸100-150g、十二胺200g-300g
后，通过一粗一精一扫的浮选获得钒精矿和最终尾矿； 3)将分级所得细粒级产品与浮选获得的钒精矿混合为混合精矿； 4)将混合精矿送入圆筒干燥窑，利用回转窑尾气在干燥圆筒中干燥至含水分
6% _7%，得干燥后混合精矿； 5)按100重量份干燥后混合精矿添加3-5重量份CaC03的用量，在干燥后混合精矿添加CaC03，混匀后制得粒径10mm-12mm颗粒料，送入回转窑焙烧，窑头负压100Pa，窑尾负压180Pa ;高温段焙烧温度90(TC，焙烧时间2. 0-2. 5小时；焙烧后出炉冷却至常温，送入球磨机湿磨，得矿浆粒度-200目的物料重量份不低于矿浆总重量份的60% 、质量浓度50%的磨矿矿浆； 6)将磨矿矿浆调整质量浓度至40%，再按重量份在该磨矿矿浆加入焙烧矿量3% 5%的硫酸，于搅拌槽中搅拌浸出4-6小时，维持pH2. 0-2. 5，矿桨过滤产生浸出液和浸出渣；焙烧矿量即干燥后混合精矿量回转窑焙烧产出物料量，产率94% ;硫酸浓度98% ;浸出渣可经三次洗涤后做建材； 7)浸出液添加氧化剂双氧水，每100体积份浸出液添加1体积份双氧水，再加纯碱调节pH7 7. 5，去除Si02， A1203， Fe，得净化液；
8)净化液进717离子交换树脂富集五氧化二钒；
9)将富集了五氧化二钒的饱和树脂用硫酸溶液解析，得每升溶液含五氧化二钒
50g-100g的解析液；所用硫酸溶液浓度为每升硫酸溶液含硫酸180g-220g ; 10)沉钒解析液加氧化剂双氧水，每100体积份解析液添加2体积份双氧水，再
用氨水调节pH2-2. 5 ;加温至90°C -95t:，维持2小时-3小时，将解析液中的四价钒氧化成
五价钒，得沉淀物； 11)红钒煅烧将沉淀物在500 °C -550 °C煅烧2. 5小时_3. 0小时，得粉状V205产
选矿指标钒总精矿V2051. 42%， V205回收率81. 96%。 钒精矿干燥后加CaC03磨矿混匀至马弗炉焙烧，焙烧矿加4%硫酸常温浸出5小时 后得过滤得浸出液和浸出渣。
冶炼V205回收率85% 。
选冶V205总收率69. 67% 。
权利要求
一种从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，低品位氧化型钒矿原矿的主要成份重量份组成为V2O5 0.91％-0.95％、TC 1.8％-2.2％、SiO272％-74％、Al2O3 8.5％-10％、S 0.2％-0.4％，余量为其它自然共生物；其特征在于，该方法包括以下步骤1)将低品位氧化型钒矿原矿破碎到粒径为10mm-15mm，再球磨至细度为-0.074mm的矿料重量占矿料总重量40％-70％，分级获得+a mm粗粒级产品和-a mm细粒级产品，0.030≤a≤0.040；2)上述粗粒级产品再球磨至-0.074mm矿料重量占该再球磨矿料总重量40％-70％，按每吨矿料添加100g-1000g脉石抑制剂和100g-1000g钒矿物捕收剂后，通过一粗一精一扫的浮选获得钒精矿和最终尾矿；3)将分级所得细粒级产品与浮选获得的钒精矿混合为混合精矿；4)将混合精矿送入圆筒干燥窑，利用回转窑尾气在干燥圆筒中干燥至含水分2％-4％，得干燥后混合精矿；5)按100重量份干燥后混合精矿添加3-5重量份CaCO3的用量，在干燥后混合精矿添加CaCO3，混匀后制得粒径10mm-12mm颗粒料，送入回转窑焙烧，窑头负压80Pa-120Pa，窑尾负压160Pa-200Pa；高温段焙烧温度880℃-920℃，焙烧时间2.0小时-2.5小时；焙烧后出炉冷却至常温，送入球磨机湿磨，得矿浆粒度-200目的物料重量份不低于矿浆总重量份的60％、质量浓度50％的磨矿矿浆；6)将磨矿矿浆调整质量浓度至40％，再按重量份在该磨矿矿浆加入焙烧矿量3％～5％的硫酸，于搅拌槽中搅拌浸出4小时-6小时，维持pH2.0-2.5，矿浆过滤产生浸出液和浸出渣；焙烧矿量即干燥后混合精矿回转窑焙烧产出物料量，产率94％，硫酸浓度98％；7)浸出液添加氧化剂双氧水，每100体积份浸出液添加0.8-1.2体积份双氧水，再加纯碱调节pH7～7.5，去除SiO2，Al2O3，Fe，得净化液；8)净化液进717离子交换树脂富集五氧化二钒；9)将富集了五氧化二钒的饱和树脂用硫酸溶液解析，得每升溶液含五氧化二钒50g-100g的解析液；所用硫酸溶液浓度为每升硫酸溶液含硫酸180g-220g；10)沉钒解析液加氧化剂双氧水，每100体积份解析液添加1.8-2.2体积份双氧水，再用氨水调节pH2-2.5；加温至90℃-95℃，维持2小时-3小时，将解析液中的四价钒氧化成五价钒，得沉淀物；11)红钒煅烧将沉淀物在500℃-550℃煅烧2.5小时-3.0小时，得粉状V2O5产品。
2. 根据权利要求1所述从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，其特征在于， 所述脉石抑制剂为水玻璃和硫酸铝，水玻璃与硫酸铝的重量比用量为1-4 : 1。
3.根据权利要求1所述从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒选冶方法，其特征在于， 所述钒矿物捕收剂由阳离子捕收剂和阴离子捕收剂组成；阳离子捕收剂为十二胺或十八胺 或混合胺，用量为每吨矿料添加阳离子捕收剂50g-500g ;阴离子捕收剂为油酸或氧化石蜡 皂，用量为每吨矿料添加阴离子捕收剂50g-500g。
全文摘要
本发明为一种从低品位氧化型钒矿提取五氧化二钒的选冶方法，它将氧化型钒矿的原矿破碎磨矿后，先分级成粗细两个粒级产品，粗粒级产品经浮选含钒矿物获得钒精矿；细粒级产品与钒精矿合并作为混合精矿，浮选的底流作为最终尾矿。混合精矿干燥后加入CaCO3混匀至圆盘制粒机制粒，粒子进入回转窑焙烧，焙烧矿出炉冷却后进入格子球磨机湿磨，磨细矿浆加入焙烧矿量3％～5％的硫酸在搅拌槽中搅拌浸出4～6h，维持pH2.0～2.5，矿浆过滤产生的浸出液进入净化工序，浸出渣三次洗涤后做建材；浸出液经净化、树脂吸附、解析、沉钒、煅烧得产品五氧化二钒。本工艺采用低成本选矿技术，可有效提高提钒原料的品位，降低生产成本，克服环境污染问题。
文档编号C22B3/42GK101775507SQ20101011468
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刘景槐, 卢东方, 叶从新, 吴海国, 姚金江, 寇晓航, 张丽敏, 李婕, 杨建强, 连民杰, 马毅敏, 魏党生 申请人:中钢矿业开发有限公司;湖南有色金属研究院;中钢集团湖南凤凰矿业有限公司