CN101537394A - 适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其采用了a.破碎和原矿筛分，b.搅拌调浆，c.加药擦洗，d.矿浆筛分和e.分级等几个步骤，对采用本方法得到的钒精矿进行湿法冶炼提钒，能使低品位含钒粘土矿成为可开发利用的资源，可有效提高湿法提钒的回收率，并能显著降低湿法提钒所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了粘土型钒矿提钒对环境的污染。

Description

适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法

技术领域

本发明涉及粘土钒矿的选矿富集工艺技术领域，确切地说涉及一种适用于粘土钒矿的加药擦洗富集新方法，本发明广泛适用于各种粘土钒矿的选矿富集，可给后续湿法提钒工艺提供较高品位的提钒原料。

背景技术

粘土钒矿是一类重要的钒矿资源，在世界各地都有大量分布。我国钒矿资源较多，粘土钒矿在全国十几个省区有大量探明储量。目前世界上主要通过钒钛磁铁矿综合利用提取伴生的钒，也有通过利用粘土钒矿提取钒，在我国湖南、湖北、河南、广西等多个省区已有很多这种粘土钒矿提钒工厂。

粘土钒矿中的钒多为吸附型或以类质同象形式存在于伊利石、钒云母等矿物中，矿石磨矿时极易泥化为小于400目的矿泥，化学浮选法无能为力，伊利石、钒云母等矿物均为低比重硅酸盐矿物，无法利用重力选矿，钒是弱磁性金属，伊利石、钒云母都没有磁性，磁选法也不能采用，所以粘土钒矿采用常规选矿技术，很难进行富集。

国内许多科研院所对于粘土钒矿提钒工艺进行了大量研究，认为粘土钒矿中的钒很难通过选矿方法得到有效富集，因而直接选用品位较高的粘土钒矿，通常为V₂O₅含量在1.2％以上，通过原矿氧化焙烧-湿法浸出提钒，得到高含量的五氧化二钒产品。该工艺V₂O₅的回收率大多只有40％～50％，又因原矿品位较低，焙烧浸出物料处理量大，设备效率低，能耗及所需酸碱等辅助原料消耗高，对环境的污染严重，生产成本较高，企业效益较差，而且使得大量低品位粘土钒矿无法得到有效开发利用，造成了矿产资源的浪费，同时也不符合国家有关环境保护和节能减排的政策要求。

发明内容

为解决粘土钒矿开发利用过程中的上述技术问题，本发明提出了一种可将低品位含钒粘土矿中的钒有效富集在精矿产品中，除去大量尾矿的加药擦洗选矿富集方法，对采用本方法得到的钒精矿进行湿法冶炼提钒，能使低品位含钒粘土矿成为可开发利用的资源，可有效提高湿法提钒的回收率，并能显著降低湿法提钒所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了粘土型钒矿提钒对环境的污染。

本发明是通过采用如下技术方案实现的：

一种适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于步骤如下：

a、破碎和原矿筛分，采用破碎机将原矿破碎至-10～30mm粒级，筛分出+2～5mm粒级；如+2～5mm粒级经水冲洗后钒品位已接近或低于加药擦洗分出的尾矿，可视为尾矿直接除去，如钒品位较高，则继续破碎至-2～5mm以下；

b、搅拌调浆，将破碎和筛分好的原矿在搅拌槽中加水调成矿浆浓度为35～70％的矿浆，所述的矿浆浓度是指矿浆中含原矿量的百分比；

c、加药擦洗，在矿浆中按每吨原矿计加入0.5～5Kg的矿泥分散抑制剂，然后送入机械搅拌擦洗机中进行擦洗，使嵌布于石英、高岭石等硬质脉石矿物粒间、裂隙和孔洞中的伊利石、云母、褐铁矿等含钒粘土矿物被磨细解离出来，并被药剂充分分散悬浮，同时清洗干净石英、高岭石等不含钒矿物颗粒的表面并使之得到有效抑制，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

d、矿浆筛分，用0.1～0.3mm粒级的筛将经加药擦洗后的矿浆筛分出+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿；

e、分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第一细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第一钒精矿产品。

对经所述矿浆筛分步骤所筛分出的+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿作下述处理：

1)、磨矿，将所述粗粒级尾矿磨矿至-200目占20～70％；

2)、二次加药擦洗，在经磨矿步骤后的尾矿中按每吨原矿计加入0.5～5Kg矿泥分散抑制剂，再送入机械搅拌擦洗机中进行二次擦洗，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

3)、二次分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第二细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第二钒精矿产品。

矿浆浓度具体根据原矿粘土矿物含量高低而定，粘土矿物含量低时矿浆浓度相应高些。

所述的矿泥分散抑制剂，是指对粘土矿泥有较强分散能力同时对石英、高岭石有较强抑制能力的有机或无机矿泥分散抑制剂，如常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物，或它们的复配组合。

所述的机械搅拌擦洗机，是指工业机型的槽式机械搅拌擦洗机，根据矿石擦洗处理量和擦洗时间，多机组合形成连续搅拌擦洗作业。

所述的擦洗时间，是指矿浆在擦洗机中的停留时间，随着原矿粘土矿物含量高低及擦洗搅拌强度而进行调整，粘土矿物含量高或擦洗强度低则擦洗时间较长，粘土矿物含量低或擦洗强度高则擦洗时间较短。擦洗时间短时，钒精矿品位较高但回收率低，擦洗时间过长，则钒精矿产品产率大品位较低，擦洗时间通常为5～40分钟，综合考虑钒精矿产品品位和回收率来确定最佳的擦洗时间。

所述的分级离析设备，是指斜板分级机、斜管式分级机、平流式分级机、螺旋分级机、浓密机等其中一种设备或两种以上设备的组合。

所述磨矿是指采用球磨机对矿石进行研磨。

所述的破碎机是指颚式破碎机。

本发明的优点表现在：

1、由于本发明采用a、破碎和原矿筛分，b、搅拌调浆，c、加药擦洗，d、矿浆筛分，和e、分级6个步骤形成的技术方案，与现有技术相比，本发明可将低品位含钒粘土矿中的钒有效富集在精矿产品中，并除去大量尾矿，对采用本方法得到的第一钒精矿产品和第二钒精矿产品进行湿法冶炼提钒，能使低品位含钒粘土矿成为可开发利用的资源，可有效提高湿法提钒的回收率，并能显著降低湿法提钒所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了粘土型钒矿提钒对环境的污染。

2、粘土钒矿经过破碎和原矿筛分，及加药擦洗富集处理，可以除去60％以上的低品位尾矿，大幅度减少湿法冶炼提钒矿石处理量和酸碱等辅助原料消耗及能耗，有效减轻对环境的污染。

3、粘土钒矿经过加药擦洗，钒的富集比可达到2以上，得到较高品位的第一钒精矿产品进入后续的湿法提钒工序，可显著提高湿法提钒的设备效率和钒的回收率(回收率＞82％)，并可显著降低湿法提钒的成本。

4、粗粒级尾矿经过二次加药擦洗，进一步降低了尾矿钒品位，得到的第二洗粒级精矿产品品位与第一次加药擦洗所获得的第一钒精矿产品品位基本相同，进一步提高了钒的选矿回收率，提高了粘土钒矿资源的利用率。

5、低品位粘土钒矿经过加药擦洗选矿富集，成为较好的湿法提钒原料，使大量现有技术水平下无法有效开发利用的低品位粘土钒矿可以得到较好的开发利用，为国家增加了大量的可开发钒矿资源。

6、粘土钒矿加药擦洗选矿富集工艺中，精矿尾矿过滤后的水及冲洗水等都可作为回水返回循环利用，不会对环境产生污染。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式

实施例1

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.84％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，加入常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物，或者加入中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散抑制剂(已同日申报专利)1300克/吨原矿，擦洗20分钟，筛分出+0.15mm品位0.37％的粗粒级尾矿产率46％，离析15分钟后，分离出品位0.49％的第一细粒级尾矿产率21.5％，尾矿合计产率67.5％，品位0.41％，得到产率32.5％、品位1.74％的第一钒精矿产品，钒的选矿回收率67.2％，钒的富集比为2.07。

实施例2

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位0.82％，破碎至-3mm，1.5升的槽式机械搅拌擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，不加药直接擦洗20分钟，筛分出+0.043mm尾矿品位0.42％、产率44.44％，-0.043mm精矿产率55.56％、品位1.14％，钒的选矿回收率77.24％，钒的富集比为1.39。如先筛分出+0.15mm粗粒级尾矿，经长时间沉降分离，也分不出第一细粒级尾矿，得到的第一钒精矿品位更低。

实施例3

粘土钒矿原矿破碎筛分，去除约40％的-20～+3mm大颗粒尾矿，-3mm原矿进入加药擦洗作业，含V₂O₅品位1.37％。80升的工业擦洗机搅拌转速600r/min，加水调浆，矿浆浓度60％，加入常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物，或者加入中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散抑制剂(已同日申报专利)2300克/吨原矿，擦洗20分钟，筛分出+0.15mm品位0.76％的粗粒级尾矿产率37.5％，离析15分钟后，分离出品位0.86％的第一细粒级尾矿产率22.5％，尾矿合计产率59.5％，品位0.80％，得到产率40.5％、品位2.23％的第一钒精矿产品，钒的加药擦洗选矿回收率65.3％，钒的富集比为1.63。精矿经过氧化焙烧，湿法提钒，得到含量＞99.5％的五氧化二钒产品，钒的冶炼回收率达到82％。

实施例4

粘土钒矿原矿含V₂O₅品位1.25％，破碎至-3mm。1.5升的擦洗机搅拌线速度2.3m/s。加水调浆，矿浆浓度50％，加入常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物，或者加入中国地质科学院成都矿产综合利用研究所生产的矿泥分散抑制剂(已同日申报专利)2500克/吨原矿，擦洗20分钟。筛分出+0.15mm品位0.63％的粗粒级尾矿产率45.13％，离析15分钟后，分离出品位0.89％的第一细粒级尾矿产率17.29％，得到产率37.59％、品位2.16％的第一钒精矿产品。将粗粒级尾矿在球磨机中磨矿至-200目55％，进入1.5升擦洗机，搅拌线速度2.3m/s，矿浆浓度50％，加入矿泥分散抑制剂2000克/吨原矿，擦洗20分钟，离析15分钟后，分离出品位0.45％、产率40.454％的第二细粒级尾矿，得到品位2.17％、产率4.68％的第二钒精矿产品。尾矿合计产率57.73％、品位0.58％，钒精矿合计产率42.27％、品位2.16％，钒的选矿总回收率73.31％，钒的富集比为1.73。

实施例5

参照说明书附图1，本发明公开了一种适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其步骤如下：

a、破碎和原矿筛分，采用破碎机将原矿破碎至-10～30mm粒级，筛分出+2～5mm粒级；如+2～5mm粒级经水冲洗后钒品位已接近或低于加药擦洗分出的尾矿，可视为尾矿直接除去，如钒品位较高，则继续破碎至-2～5mm以下；

b、搅拌，将破碎和筛分好的原矿在搅拌槽中加水调成矿浆浓度为35～70％的矿浆，所述的矿浆浓度是指矿浆中含原矿量的百分比；

c、加药擦洗，在矿浆中按每吨原矿计加入0.5～5Kg的矿泥分散抑制剂，然后送入机械搅拌擦洗机中进行擦洗，使嵌布于石英、高岭石等硬质脉石矿物粒间、裂隙和孔洞中的伊利石、云母、褐铁矿等含钒粘土矿物被磨细解离出来，并被药剂充分分散悬浮，同时清洗干净石英、高岭石等不含钒矿物颗粒的表面并使之得到有效抑制，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

d、矿浆筛分，用0.1～0.3mm粒级的筛将经加药擦洗后的矿浆筛分出+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿；

e、分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第一细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第一钒精矿产品。

对经所述矿浆筛分步骤所筛分出的+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿作下述处理：

1)、磨矿，将所述粗粒级尾矿磨矿至-200目占20～70％；

2)、二次加药擦洗，在经磨矿步骤后的尾矿中按每吨原矿计加入0.5～5Kg矿泥分散抑制剂，再送入机械搅拌擦洗机中进行二次擦洗，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

3)、二次分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第二细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第二钒精矿产品。矿浆浓度具体根据原矿粘土矿物含量高低而定，粘土矿物含量低时矿浆浓度高些。所述的矿泥分散抑制剂，是指对粘土矿泥有较强分散能力同时对石英、高岭石有较强抑制能力的有机或无机矿泥分散抑制剂，如常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物，或它们的复配组合。所述的机械搅拌擦洗机，是指工业机型的槽式机械搅拌擦洗机，根据矿石擦洗处理量和擦洗时间，多机组合形成连续搅拌擦洗作业，要求擦洗机线速度达到1～16m/s，以保证适当的擦洗强度。所述的擦洗时间，是指矿浆在擦洗机中的停留时间，随着原矿粘土矿物含量高低及擦洗搅拌强度而进行调整，粘土矿物含量高或擦洗强度低则擦洗时间较长，粘土矿物含量低或擦洗强度高则擦洗时间较短。擦洗时间短时，钒精矿品位较高但回收率低，擦洗时间过长，则钒精矿产品产率大品位较低，擦洗时间通常为5～40分钟，综合考虑钒精矿产品品位和回收率来确定最佳的擦洗时间。所述的分级离析设备，是指斜板分级机、斜管式分级机、平流式分级机、螺旋分级机、浓密机等其中一种设备或两种以上设备的组合。所述磨矿是指采用球磨机、或棒磨机、或自磨机等对矿石进行研磨。所述的破碎机是指各种形式的工业破碎机，例如颚式破碎机。

本发明不限于上述实施方式，根据上述实施例的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于步骤如下：

a、破碎和原矿筛分，采用破碎机将原矿破碎至-10～30mm粒级，筛分出+2～5mm粒级；如+2～5mm粒级经水冲洗后钒品位已接近或低于加药擦洗分出的尾矿，可视为尾矿直接除去，如钒品位较高，则继续破碎至-2～5mm以下；

b、搅拌调浆，将破碎和筛分好的原矿在搅拌槽中加水调成矿浆浓度为35～70％的矿浆，所述的矿浆浓度是指矿浆中含原矿量的百分比；

c、加药擦洗，在矿浆中加入按每吨原矿中加入0.5～5Kg的矿泥分散抑制剂，然后送入机械搅拌擦洗机中进行擦洗，使嵌布于石英、高岭石等硬质脉石矿物粒间、裂隙和孔洞中的伊利石、云母、褐铁矿等含钒粘土矿物被磨细解离出来，并被药剂充分分散悬浮，同时清洗干净石英、高岭石等不含钒矿物颗粒的表面并使之得到有效抑制，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

d、矿浆筛分，用0.1～0.3mm粒级的筛将经加药擦洗后的矿浆筛分出+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿；

e、分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第一细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第一钒精矿产品。

2、根据权利要求1所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：对经所述矿浆筛分步骤所筛分出的+0.1～0.3mm的粗粒级尾矿作下述处理：

1)、磨矿，将所述粗粒级尾矿磨矿至-200目占20～70％；

2)、二次加药擦洗，在经磨矿步骤后的尾矿中按每吨原矿计加入0.5～5Kg矿泥分散抑制剂，再送入机械搅拌擦洗机中进行二次擦洗，机械搅拌擦洗机的线速度为1～16m/s，擦洗时间为5～40分钟；

3)、二次分级，用分级离析设备分离出含钒较低的第二细粒级尾矿，并经过滤后得到矾含量较高的第二钒精矿产品。

3、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述的矿泥分散抑制剂，是指现有的对粘土矿泥有较强分散能力同时对石英、高岭石有较强抑制能力的有机或无机矿泥分散抑制剂。

4、根据权利要求3所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：其特征在于所述矿泥分散抑制剂为常见的六偏磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、有机酸二元或三元低分子共聚物。

5、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述的机械搅拌擦洗机，是指工业机型的槽式机械搅拌擦洗机。

6、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述的擦洗时间，是指矿浆在擦洗机中的停留时间。

7、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述的分级离析设备，是指斜板分级机、斜管式分级机、平流式分级机、螺旋分级机或浓密机中其中一种设备或两种以上设备的组合。

8、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述磨矿是指采用球磨机、或棒磨机、或自磨机对矿石进行研磨。

9、根据权利要求1或2所述的适用于粘土钒矿的加药擦洗选矿富集方法，其特征在于：所述的破碎机是指各种形式的工业破碎机。