某石煤型釩礦選礦新工藝研究

陳志強(qiáng)，羅傳勝，劉 超,2

1.廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)，廣東 廣州 510650；2.中南大學(xué)資源與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410083

石煤型釩礦是我國獨(dú)特的釩礦資源，儲量極為豐富，此類釩礦沒有獨(dú)立礦物，主要以類質(zhì)同象形式賦存于含釩云母、電氣石、石榴石等硅鋁酸鹽礦物中[1]，品位多數(shù)在0.3%～1.0%之間.目前，國內(nèi)主要的提釩工藝是化學(xué)法直接提取，該工藝存在生產(chǎn)成本高、回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題[2].因此，研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益好、回收率高、環(huán)境污染低的新型提釩工藝顯得十分必要.運(yùn)用選礦方法預(yù)先使礦物中的釩富集到一定程度，可減少后續(xù)冶金的處理量，降低生產(chǎn)成本等.李潔[2]等人針對湖北某黑色巖系釩礦石，采用螺旋選礦機(jī)重選-浮選聯(lián)合流程拋尾，可拋棄產(chǎn)率46.97%、釩品位0.30%、金屬損失率14.96%的尾礦，使冶金提釩品位從0.95%提高到1.49%，顯著降低了成本.孫偉、王麗[3]等人利用浮選方法處理某含釩石煤礦，以胺類陽離子為捕收劑，水玻璃為抑制劑，對釩品位1.10%的原礦，通過浮選閉路實(shí)驗(yàn)得到品位3.2%、回收率為74.50%的釩精礦，實(shí)現(xiàn)了釩礦濕法冶金前的預(yù)先富集，大大降低了釩浸出成本，提高了釩資源的利用效率.

本文針對江西某石煤型釩礦含釩礦物具有弱磁性的特點(diǎn)，采用磁選-浮選新工藝流程，獲得了良好的選別指標(biāo).

1 礦物性質(zhì)

將兩個礦區(qū)的礦樣分別破碎、混勻后，按一定比例進(jìn)行配礦，作為本次試驗(yàn)礦樣.經(jīng)MLA分析表明，含釩礦物主要有葉片狀釩云母、含碳釩云母、含釩褐鐵礦及少量鱗片狀絹云母，其中含釩的磁性礦物主要是釩云母和褐鐵礦，含釩礦物的嵌布粒度較細(xì)，主要為0.01～0.2 mm，本礦石中褐鐵礦磁性相對較強(qiáng)，而釩云母和含碳質(zhì)釩云母也有磁性，但磁性極弱.脈石礦物為大量硅質(zhì)，包括結(jié)晶良好的次生石英和含碳質(zhì)的粉砂質(zhì)石英.釩云母呈葉片狀、揉皺狀和鱗片狀，顏色為淺綠色，與粉砂質(zhì)石英緊密連生；褐鐵礦多見沿碎裂縫充填，或以浸染狀分布在含碳質(zhì)頁巖中；絹云母呈微細(xì)纖維狀、鱗片狀，與微細(xì)粒粉砂石英共生.原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果及主要礦物相對含量分別見表1、表2.

表1 原礦多元素分析結(jié)果Table1 Chemical analysis results of multi-element in crude ore

表2 主要礦物相對含量Table 2 the relative contents of main minerals

2 試驗(yàn)方案

在總結(jié)前人有關(guān)石煤提釩研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合對本礦樣的探索結(jié)果，試驗(yàn)中考慮采取如下措施：①分別考察單一浮選、單一磁選、磁-浮聯(lián)合流程的選別效果.②重點(diǎn)考查磁浮聯(lián)合流程，先磁選可將有磁性、可浮性不好的釩礦物盡早回收，以減少對后續(xù)浮選的影響及藥劑的用量，優(yōu)化浮選體系.③為了加強(qiáng)對脈石礦物的抑制，本試驗(yàn)采用廣州有色金屬研究院研制的高效抑制劑GNS.

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 浮選試驗(yàn)

采用一粗一掃試驗(yàn)流程，粗選條件為：抑制劑GZS 800 g/t，捕收劑TAN 500 g/t，2號油50 g/t；掃選條件為捕收劑TAN 200 g/t，2號油20 g/t，在不同的磨礦細(xì)度下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表3.

表3 不同細(xì)度下浮選試驗(yàn)結(jié)果Table3 Flotation test result of different grinding fineness

由表3可知，隨著磨礦細(xì)度增加，釩回收率提高，釩精礦品位稍稍降低.經(jīng)綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm占73.55%.另外，從表3還可看出，浮選尾礦的釩品位較高，釩金屬損失嚴(yán)重，說明采用單一浮選回收釩并不理想.

3.2 磁選試驗(yàn)

將原礦磨至-0.074mm占73.55%時，采用SSS-I-145型周期式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，在磁場強(qiáng)度分別為800，1000 mT的條件下，進(jìn)行一粗一掃的強(qiáng)磁選試驗(yàn).磁選試驗(yàn)結(jié)果列于表4.

表4 磁選試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The result of magnetic test

由表4可知，在磁場強(qiáng)度為1000 mT時，回收率僅57.32%，說明在較強(qiáng)的磁場強(qiáng)度下可以得到品位較高的釩精礦，但釩回收率較低.所以采用單一的磁選法也無法獲得較高的釩回收率.

以上試驗(yàn)表明，采用單一浮選或單一磁選，釩的回收率均較低，所以考慮磁-浮聯(lián)合工藝流程回收釩.

3.3 磁-浮聯(lián)合工藝流程試驗(yàn)

將原礦磨至細(xì)度為-0.074mm占73.55%后，在磁場強(qiáng)度為1000 mT的條件下進(jìn)行一粗一掃強(qiáng)磁選，其磁選尾礦進(jìn)行浮選試驗(yàn).云母類礦物常用的捕收劑為胺類[5]，本次浮選試驗(yàn)中用TAN(胺類捕收劑)作為含釩礦物的捕收劑，用GNS作為抑制劑，浮選藥劑用量試驗(yàn)流程如圖1所示.

圖1 浮選藥劑用量試驗(yàn)流程

3.3.1 磁選尾礦浮選抑制劑GZS用量試驗(yàn)

按圖1所示的流程，在捕收劑TAN用量為300 g/t的條件下，進(jìn)行抑制劑GZS用量試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.

圖2 抑制劑GZS用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，隨著GZS用量增加，釩粗精礦品位提高，回收率下降.當(dāng)用量達(dá)到800 g/t以后，釩粗精礦品位增加的幅度很小，而釩粗精礦回收率一直下降.因此，確定抑制劑GZS用量為800 g/t.

3.3.2 磁選尾礦浮選捕收劑TAN用量試驗(yàn)

按圖1所示的流程，在抑制劑GZS為800 g/t的條件下，進(jìn)行捕收劑TAN用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示.

由圖3可知，隨著TAN用量增加，釩粗精礦品位不斷下降，釩作業(yè)回收率先增后減.當(dāng)TAN用量為300 g/t時，釩回收率達(dá)到最高.經(jīng)綜合考慮，確定TAN合適用量為300 g/t，獲得釩粗精礦品位0.87%，回收率42.49%.

圖3 捕收劑TAN用量試驗(yàn)結(jié)果

3.3.3 磁-浮聯(lián)合工藝流程閉路試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行磁-浮聯(lián)合工藝閉路流程試驗(yàn).閉路試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表5.由表5可知，采用磁-浮聯(lián)合工藝可以得到品位1.41%、回收率84.01%的釩精礦.在金屬釩損失率僅為15.99%的情況下，可預(yù)先拋棄原礦量50.80%的脈石礦物，大大減少了后續(xù)冶金的處理量，降低了生產(chǎn)成本.

圖4 磁選-浮選閉路試驗(yàn)流程圖

Fig.4The closed-circuit test flowsheet of magnetic separation-flotation

表5磁選-浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

Table5Theresultsofclosed-circuittestofmagneticseparation-flotation

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率w/%V2O5品位/%V2O5回收率/%磁選釩精礦32.281.6263.32浮選釩精礦16.921.0120.69尾 礦50.800.2615.99原 礦100.000.83100.00

4 結(jié) 論

根據(jù)該石煤型釩礦中的釩主要賦存釩云母、含釩云母及褐鐵礦中，且褐鐵礦的磁性相對較強(qiáng)的特點(diǎn)，采用先強(qiáng)磁選再浮選的聯(lián)合工藝，浮選中采用新型高效抑制劑GZS、胺類捕收劑TAN回收含釩礦物.在原礦釩品位為0.86%時，可獲得釩品位1.41%、回收率84.01%的釩精礦，尾礦釩品位為0.26%，可預(yù)先拋棄原礦量50.80%的脈石礦物，金屬釩損失率僅為15.99%，減少了后續(xù)冶金的處理量和生產(chǎn)成本，有效提高了釩資源的利用率.

參考文獻(xiàn)：

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