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陕西某石煤钒矿选矿工艺研究

2016-04-26 14:07:18

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目前我国钒矿资源中提钒主要采用钠化焙烧—水浸—酸沉钒的工艺流程,但V2O5总的回收率低,且焙烧过程严重污染环境。为了解决这一问题,红星机器厂对陕西某地硅质石煤钒矿的选矿富集,在工艺矿物学研究的基础上进行了选矿试验研究,确定的流程为沉降—磁选联合流程。

石煤钒

一、矿石性质

该矿石中钒主要分布在易碎的云母及黏土类矿物中,少部分分布在氧化铁类矿物中,而脉石矿物主要是硬度比较大的石英、重晶石等矿物。如果通过浮选机浮选的方法处理该类矿物,由于黏土类矿物较多,容易在脉石矿物表面形成矿泥罩盖,使得浮选选择性变差,回收率降低;同时,含钒矿物粒度极细,使得比表面积大,吸附浮选药剂,也会恶化浮选过程。考虑到有用矿物和脉石矿物在形状上、硬度上等的差异,本文采用重选的方法进行富集。

浮选机

二、选矿试验研究

1、重选方法的确定

以该石煤钒矿工艺矿物学为基础,确定重选的方法对该矿进行富集,为了考察不同重选方法的效果,选用了筛分、摇床螺旋分级机、沉降四种方法进行对比试验,确定重选流程。由于细粒黏土矿物在脉石矿物表面产生罩盖,为了得到更好的试验指标,在重选之前我们对原矿进行强搅拌,尽可能的使有用的黏土矿物与脉石矿物分离,为了得到很好的试验指标,强搅拌脱泥时加入分散剂YZA(改性水玻璃)。

浮选机

摇床

重选条件为强搅拌浓度为33%,搅拌时间为20min,分散剂YZA用量为2.0kg/t,然后将强搅拌后的矿浆进行重选试验。沉降试验为矿浆浓度20%,沉降时间为5min。不同重选方法所得的试验指标显示,不同重选方法对试验指标影响较大,对比这四种方法,摇床的方法得到的钒精矿V2O5品位低,而回收率相对较高;螺旋分级机得到的钒精矿V2O5品位较高,而回收率低。对比可知,沉降试验所得试验指标更好。所以,确定采用沉降的方法对该矿进行钒的富集。

2、沉降条件试验研究

(1)磨矿细度

目的矿物单体解离是矿物有效浮选的重要条件。如果没有解离,目的矿物和脉石矿物在物理上依然共生,浮选机浮选无法使之分离,影响到产品的质量,但是如果解离过度,会导致浮选难度增加,而且浪费能源。磨矿过程中影响矿物解离度的主要参数是磨矿细度。磨矿细度试验指标可知,钒精矿的品位随磨矿时间的增加而逐渐降低,回收率逐渐升高。综合考虑,当磨矿粒度在-74μm占35.78%时沉降指标更好。

浮选机

(2)分散剂种类及用量

选择钒精矿分散剂为YZA,进行了YZA用量的条件试验。原矿经磨矿后加入分散剂进行强搅拌再沉降。试验固定条件为:分散剂为YZA,强搅拌浓度为33%,强搅拌搅拌速度为500r/min,强搅拌时间为20min,强搅拌后加水到矿浆浓度为20%,继续搅拌5min后静置沉降,沉降时间为5min,分散剂YZA用量为变量,结果显示,不加分散剂,钒精矿的品位和回收率都很低,加入分散剂后钒精矿品位和回收率明显增大,说明分散剂的分散效果比较明显。

随着分散剂用量的增加,精矿品位及回收率增加幅度不大。根据试验结果,选择一段强搅拌分散剂用量为2.0kg/t为宜。加入选择性分散剂的强搅拌作业,由于药剂对钒精矿的高效分散作用,清洗了影响精矿品位的硅酸盐细粒脉石的表面,加速了细粒硅酸盐脉石的沉降,将细粒脉石矿物与含钒细粒钒精矿分离,并在沉降过程中解析出去,从而提高了精矿产品中V2O5的品位。

(3)沉降浓度

对强搅拌后矿浆进行了沉降浓度试验。试验固定条件为:分散剂YZA为2.0g/t,强搅拌浓度为33%,强搅拌搅拌速度为500r/min,强搅拌时间为20min,强搅拌后加水到矿浆浓度为10%、20%、25%、35%,继续搅拌5min后静置沉降,沉降时间为5min,试验结果可知,随着沉降浓度的增大,钒精矿的品位逐渐上升,沉降浓度为10%时,钒精矿的指标更好,但是矿浆浓度太小导致用水量增大,综合考虑,选择沉降浓度为35%,此时钒精矿中V2O5的品位为2.20%,回收率为58.36%。

浮选机

(4)沉降时间

沉降时间影响钒精矿的产率及品位。对沉降时间做了条件试验,试验条件与沉降浓度试验条件相同,不同之处在于确定沉降浓度为35%,继续搅拌5min后静置沉降,沉降时间为变量,其它条件保持不变,试验结果可知,随着沉降时间的增加,精矿钒品位呈上升趋势,钒精矿回收率呈下降趋势。综合考虑,沉降时间为5min时可以达到较好的分离效果。

(5)两段脱泥流程

为了进一步提高钒精矿的品位,在上述条件试验的基础上对矿砂做了二次加药沉降脱泥,以提高钒精矿中钒的回收率。一段脱泥条件与沉降时间试验条件相同,不同之处在于确定沉降时间为5min;二段脱泥条件为分散剂YZA为1.0kg/t,加水到矿浆浓度为35%,继续搅拌5min后静置,沉降时间为5min,试验结果可知,通过二段脱泥试验,可以将钒精矿中V2O5的总回收率提高到67.81%,平均品位为2.17%。

3、磁选试验研究

磁选机

对于以钒铁矿、钒铁锐钛矿、铁质结核中铁矿物等形式存在的微量独立钒矿物和以吸附状态存在于氧化铁矿物中的钒,利用磁选工艺对这部分钒矿物进行回收能有效提高钒精矿品位。为了进一步提高钒精矿的品位,在两段沉降脱泥的基础上再进行磁选机磁选试验。沉降—磁选试验结果可知,通过沉降—磁选联合选别流程,可以获得V2O5品位2.10%,回收率83.43%的钒精矿产品。

通过以上研究,为我国钒矿资源的综合利用提供了可靠的技术依据,促进了我国钒矿资源的可持续发展。

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