氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法与流程

1.本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法。


背景技术：

2.钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合矿，主要以含铁、钒和钛为主要元素的共生磁铁矿，在矿物内存在种类众多的杂质，不容易去除。目前，关于钒钛磁铁矿除杂的手段有如下几种：碱浸工艺、焙烧
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碱浸工艺、物理分选工艺和焙烧
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磁选工艺。
3.对于目前常规的碱浸工艺，碱浸出过程中生成的硅酸钠/钾和铝酸钠/钾粘性较大，导致过滤很困难，且该工艺中还涉及到将滤饼用酸洗涤、脱泥等过程，酸碱中和会生成大量的盐，由此可知，该工艺依然存在能耗高、成本高等缺点，很难在工业化生产中推广应用；对于焙烧
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碱浸工艺，仍然存在生产成本高、流程厂、难以工业化推广应用等缺点，特别是采用了大量的氢氧化钠或氢氧化钾作为碱，生成的可溶性硅酸盐溶液粘度大、难过率，很难开展工业试验；对于物理分选工艺，是一种逐步提高铁精矿品位的方法，具有耗时长的缺点；对于焙烧
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磁选工艺，该方法能够有效降低钒钛磁铁精矿中的杂质含量，无须进行配矿，但是存在焙烧能耗高、流程长、环境污染等问题，很难进一步开展工业化生产。
4.综上所述，虽然对钒钛磁铁精矿的除杂方法进行了大量的研究，但是仍然存在能耗大、成本高、对环境不友好等问题。因此，开发一种低成本、高效率、环境友好从钒钛磁铁精矿中降低钒钛含量的方法，对钒钛磁铁精矿资源清洁高效搞法具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，其能够有效解决上述问题。
6.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，包括如下步骤：
8.s1、配制氨铵氧化体系复合浸出剂；
9.s2、将矿物磨碎后与步骤s1所得氨铵体系复合浸出剂混合进行选择性碱解浸出反应，得到反应后的混合物；
10.s3、对步骤s2所得混合物进行磁选得到钒钛磁铁精矿和尾矿矿浆，对尾矿矿浆进行固液分离得到滤液，将滤液返至步骤s2中循环利用(当循环液体中钒、钛达到一定的浓度后进行回收钒钛)。
11.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
12.本发明所提供的氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，通过氨铵氧化浸出体系复合浸出剂对矿物进行处理，能够有效将矿物中的v、ti等杂质转移
到液相中，而铁被保留在固相中，从而实现铁与v、ti等杂质的高效分离；最后利用钒钛磁铁精矿与脉石矿物的磁性差异，通过磁选方式实现钒钛磁铁矿与脉石矿物的分离。本发明的方法操作简单、对原料要求低、运行费用低、处理效果好，能够充分提高钒钛磁铁精矿中铁的含量，为高炉冶炼提供优质铁精矿。
具体实施方式
13.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
14.本发明提供了一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，包括如下步骤：
15.s1、配制氨铵氧化浸出体系复合浸出剂；
16.s2、将矿物磨碎后(粒度小于0.106mm)与步骤s1所得氨铵氧化浸出体系复合浸出剂混合进行选择性碱解浸出反应，得到反应后的混合物；
17.s3、对步骤s2所得混合物进行磁选得到钒钛磁铁精矿和尾矿矿浆，对尾矿矿浆进行固液分离得到滤液，将滤液返至步骤s2中循环利用(当循环液体中钒、钛达到一定的浓度后进行回收钒钛)。当循环浸出液体中相关铵
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氨
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氧化剂浓度不足时，采用额外添加铵盐或氨水或氧化剂的方式保持三者的浓度，达到浸出剂的要求浓度。
18.进一步地，在步骤s1中，所述氨铵氧化浸出体系复合浸出剂的原料包括氨水、铵盐和氧化剂。
19.进一步地，所述铵盐为有机酸根离子与铵根离子组成的有机盐或无机酸根离子与铵根离子组成的无机盐。
20.进一步地，所述氧化剂为高锰酸盐、氯酸盐、次氯酸盐、过硫酸盐、氧气、臭氧、双氧水等
21.进一步地，所述有机酸根离子为羧酸根离子或有机膦酸根离子。
22.具体地，提供有机酸根离子的物质包括：甲酸、乙酸、己二酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、马来酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、邻苯二甲酸、氨基乙酸、氨乙酸、亚氨基乙二酸、没食子酸、葡萄糖酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及三氟乙酸等有机酸及其盐；优选柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸、氨乙酸、亚氨基乙二酸、没食子酸、葡萄糖酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、机羧酸铵盐衍生物。
23.进一步地，所述无机酸根离子为硝酸根离子、硫酸根离子或磷酸根离子。
24.具体地，提供无机酸根离子的物质包括：硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、碳酸。
25.进一步地，在步骤s1中，所述氨铵体系复合浸出剂的具体配制方法为：
26.按重量份计，以100重量份的清水为基准，首先将清水加热至30℃
‑
40℃后保温，然后向清水中加入20
‑
30重量份的铵盐，搅拌至铵盐完全溶解后，再加入50
‑
60重量份的氨水，加入0.5
‑
10重量份的氧化剂，搅拌后自然冷却。
27.进一步地，氨水的浓度为0.5
‑
35wt％。
28.进一步地，在步骤s2的选择性碱解浸出反应中，反应温度为20
‑
200℃，反应时间为
0.5
‑
720h。
29.进一步地，在步骤s2中，所述矿物与所述氨铵体系复合浸出剂的重量比为1：(1
‑
10)。
30.进一步地，所述矿物与所述氨铵体系复合浸出剂的重量比为1：(1
‑
5)。
31.进一步地，在步骤s2中，所述矿物的tfe含量为45
‑
56％，tio2含量为9
‑
20％，sio2含量为2
‑
10％，al2o3含量为2
‑
10％。
32.实施例1
33.一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，包括如下步骤：
34.s1、配制氨铵体系复合浸出剂；
35.以100重量份的清水为基准，首先将清水加热至35℃后保温，然后向清水中加入25重量份的聚甲基丙烯酸铵，搅拌至聚甲基丙烯酸铵完全溶解后，再加入55重量份的浓度为30wt％的氨水以及5重量份的浓度为20wt％的双氧水，搅拌后自然冷却。
36.s2、将矿物磨碎后与步骤s1所得氨铵体系复合浸出剂按重量比1:5混合进行选择性碱解浸出反应，反应温度为80℃，反应时间为5.5h，得到反应后的混合物；
37.矿物的tfe含量为50％，tio2含量为15％，sio2含量为6％，al2o3含量为6％。
38.s3、对步骤s2所得混合物进行磁选得到钒钛磁铁精矿a1和尾矿矿浆，对尾矿矿浆进行固液分离得到滤液，将滤液返至步骤s2中循环利用。
39.实施例2
40.一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，包括如下步骤：
41.s1、配制氨铵体系复合浸出剂；
42.以100重量份的清水为基准，首先将清水加热至30℃后保温，然后向清水中加入20重量份的聚甲基丙烯酸铵，搅拌至聚甲基丙烯酸铵完全溶解后，再加入50重量份的浓度为25wt％的氨水以及0.5重量份的浓度为20wt％的双氧水，搅拌后自然冷却。
43.s2、将矿物磨碎后与步骤s1所得氨铵体系复合浸出剂按重量比1:1混合进行选择性碱解浸出反应，反应温度为70℃，反应时间为5h，得到反应后的混合物；
44.矿物的tfe含量为45％，tio2含量为9％，sio2含量为2％，al2o3含量为2％。
45.s3、对步骤s2所得混合物进行磁选得到钒钛磁铁精矿a2和尾矿矿浆，对尾矿矿浆进行固液分离得到滤液，将滤液返至步骤s2中循环利用。
46.实施例3
47.一种氨铵氧化浸出体系选择性降低钒钛磁铁精矿中钒钛含量的方法，包括如下步骤：
48.s1、配制氨铵体系复合浸出剂；
49.以100重量份的清水为基准，首先将清水加热至40℃后保温，然后向清水中加入30重量份的聚甲基丙烯酸铵，搅拌至聚甲基丙烯酸铵完全溶解后，再加入60重量份的浓度为35wt％的氨水以及10重量份的浓度为20wt％的双氧水，搅拌后自然冷却。
50.s2、将矿物磨碎后与步骤s1所得氨铵体系复合浸出剂按重量比1:10混合进行选择性碱解浸出反应，反应温度为90℃，反应时间为6h，得到反应后的混合物；
51.矿物的tfe含量为56％，tio2含量为20％，sio2含量为10％，al2o3含量为10％。
52.s3、对步骤s2所得混合物进行磁选得到钒钛磁铁精矿a3和尾矿矿浆，对尾矿矿浆进行固液分离得到滤液，将滤液返至步骤s2中循环利用。
53.对比例1
54.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s1中，未添加氨水，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d1。
55.对比例2
56.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s1中，未添加聚甲基丙烯酸铵，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d2。
57.对比例3
58.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s2中，矿物与步骤s1所得氨铵体系复合浸出剂的重量比为1:0.5，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d3。
59.对比例4
60.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s2中，反应温度为30℃，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d4。
61.对比例5
62.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s2中，反应时间为2h，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d5。
63.对比例6
64.其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，在步骤s1中，未添加双氧水，最后得到的钒钛磁铁精矿记为d6。
65.实验例
66.对上述各实施例及对比例得到的钒钛磁铁精矿的铁、钛以及钒的含量进行测试，结果见表1。
67.表1钒钛磁铁精矿的铁、钒、钛含量情况
[0068][0069][0070]
由表1数据可以看出，按本发明所提供的方法对矿物进行处理后，所得到的钒钛磁铁精矿的铁的品位能够达到68％以上，而钛和钒的含量均远远低于3％。而各对比例所制得
的钒钛磁铁精矿d1
‑
d6，铁的品位均在60％以下，且钛和钒的含量均较高。
[0071]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。