陜西商洛黏土型釩礦焙燒提釩工藝研究

汪忠良

（陜西華源礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 商洛 726300）

釩是一種重要的戰(zhàn)略物質(zhì)。近年來(lái)，由于國(guó)內(nèi)外釩產(chǎn)品的開發(fā)，釩應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，加大了釩的需求，使釩價(jià)不斷攀升，引發(fā)了全國(guó)各地建廠提釩的興趣。但由于受制于當(dāng)前提釩技術(shù)的種種弊端，如提釩原料差異很大、工藝流程過(guò)長(zhǎng)、釩回收率低、成本偏高、環(huán)境不友好等，釩企業(yè)的利潤(rùn)受到影響，釩企業(yè)的生存受到威脅，更重要的是造成釩資源的浪費(fèi)。因此根據(jù)原料特點(diǎn)，開發(fā)高效環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的提釩新技術(shù)、新工藝日益受到重視。本研究主要針對(duì)陜西商洛黏土型釩礦進(jìn)行環(huán)保高效的焙燒提釩工藝進(jìn)行研究[1-3]。

1 商洛黏土型釩礦空白焙燒試驗(yàn)

為探索商洛黏土型釩礦采用空白焙燒提釩工藝的可行性，本次研究主要針對(duì)焙燒溫度進(jìn)行條件試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)批次的焙燒試驗(yàn)，得到了商洛黏土型釩礦空白焙燒的最佳工藝參數(shù)，確定了最佳工藝流程。

1.1 試驗(yàn)方案

原礦經(jīng)粗碎后進(jìn)行細(xì)碎，使得-1mm 篩下物達(dá)到60.0%，再經(jīng)細(xì)磨使得-200 目占60% ～80%后進(jìn)行制球，球直徑為40mm ～50mm，表面粗糙，濕度適中，制好球后經(jīng)預(yù)熱使球內(nèi)水分揮發(fā)完畢后進(jìn)行多段焙燒，一段焙燒溫度控制在650℃～700℃，二段三段溫度控制在820℃～920℃，焙燒后熟料經(jīng)細(xì)碎后進(jìn)行浸出，化驗(yàn)分析測(cè)浸出液含釩及浸出渣含釩，得到焙燒轉(zhuǎn)化率和浸出率。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

1.2.1 1#原礦焙燒試驗(yàn)

1#原料原礦品位為0.88%，將原礦混合均勻后進(jìn)行縮分烘干，磨至-200 目占67.17%后制球送焙燒。一段采用650℃～700℃溫度條件焙燒1h ～2h，二段采用840℃～860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

表1 1#原礦二段焙燒試驗(yàn)結(jié)果

從結(jié)果可以看出，焙燒溫度和時(shí)間的增加有助于提高浸出率，一段二段溫度的提高均有助于浸出率的提升，當(dāng)一段溫度700℃，二段溫度860℃時(shí)，浸出率可達(dá)到79.57%。

在二段焙燒的基礎(chǔ)上，對(duì)本批次礦樣進(jìn)行了三段焙燒試驗(yàn)，一段采用650℃溫度條件焙燒1h，二段采用800℃溫度條件焙燒5h，三段采用920℃～860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

表2 1#原礦三段焙燒試驗(yàn)結(jié)果

從三段焙燒結(jié)果可以看出，當(dāng)三段溫度達(dá)到900℃以上后，出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，造成大量釩被包裹，浸出渣品位偏高，浸出率降低，故在焙燒過(guò)程中焙燒最高溫度應(yīng)控制在900℃以下。

1.2.2 2#原礦焙燒試驗(yàn)

2#原料原礦品位為0.88%，將原礦混合均勻后進(jìn)行縮分烘干，磨至-200 目占55.67%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用840℃～880℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

從本批次焙燒試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨溫度上升在840℃和860℃時(shí)浸出率為75.0%，浸出率基本維持不變，當(dāng)880℃時(shí)出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，釩被包裹無(wú)法浸出，導(dǎo)致浸出尾渣品位偏高達(dá)到0.52%，浸出率明顯大幅度降低至40.91%。

1.2.3 3#原礦焙燒試驗(yàn)

（1）原礦焙燒試驗(yàn)。3#原料原礦品位為1.04%，將原礦混合均勻后進(jìn)行縮分烘干，磨至-200 目占85.26%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用820℃、840℃、860℃、880℃四個(gè)溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

表4 3#原礦焙燒試驗(yàn)結(jié)果

從3#原礦焙燒結(jié)果可以看出，當(dāng)原礦磨至-200 目占85.26%后，相對(duì)其他批次粗磨樣品，細(xì)磨樣品浸出率大幅度，隨著二段焙燒溫度的提高浸出率不斷增加，當(dāng)采用一段700℃，二段820℃時(shí)浸出率達(dá)到87.04%，而采用一段700℃，二段880℃時(shí)，浸出率達(dá)到95.37%。

（2）原礦-20 目篩下物焙燒試驗(yàn)。將3#原礦混勻后進(jìn)行水篩得到-20 目篩下物，篩下物料品位為1.3%，球磨至-200 目占58.53%，制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

表5 3#原礦-20 目篩下物焙燒試驗(yàn)結(jié)果

此批次原礦的-20 目篩下物在860℃時(shí)浸出率比較穩(wěn)定，浸出率基本保持在80.0%左右。

1.2.4 混合樣焙燒試驗(yàn)

將三種原礦按照1：1：1 比例混合均勻后，磨至-200 目占76.29%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細(xì)碎后采用4%的硫酸（按熟料質(zhì)量計(jì)），液固比2：1，常溫?cái)嚢?h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。

表6 混合樣焙燒試驗(yàn)結(jié)果

此批次混合樣在860℃時(shí)浸出率比較穩(wěn)定，浸出率基本保持在80.0%左右。

2 試驗(yàn)總結(jié)

根據(jù)此次的試驗(yàn)條件及試驗(yàn)結(jié)果，空白焙燒提釩工藝的基本條件為：一段焙燒溫度700℃，時(shí)間2h，二段焙燒溫度820℃～880℃，硫酸用量4.0%，液固比2：1，浸出時(shí)間1h，常溫浸出，此條件的的浸出率基本保證在80.0%以上。