[发明专利]一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法；属于选冶联合技术领域。

技术背景：

我国的大部分石煤钒矿属于多金属伴生矿物，品位低且组成复杂，其中不仅含有钒，同时还含有大量碳、铝、钾、锌、镁、铁、钡、钙等元素。传统钠化焙烧提钒工艺，仅提取其中的钒，而且钒的回收率不足50％，既浪费了石煤中的碳元素，也无法回收石煤钒矿中其他有价元素，而且杂质元素对钒回收的影响很大，焙烧过程中会产生大量的氯气、氯化氢等有毒气体，严重污染环境。由于石煤原矿中V₂O₅含量普遍较低，在提钒浸出工序中需要大量的硫酸和助浸剂，而且钒矿中的碳流入尾矿白白浪费。

随着钒价格的降低和冶炼成本的提高，含钒石煤选矿预富集工艺的研究越来越受到重视。我国的石煤选矿研究开始于20世纪80年代，针对碳质石煤矿的选矿主要是重选富集钒、焙烧脱碳-浮选钒及重选-浮选联合流程。重选的工艺简单，但是分选效率比较低，适用范围较小。焙烧脱碳-浮选工艺由于焙烧过程能耗高、污染大，不利于环境的保护，同时生产成本也极高。重选-浮选联合工艺，由于其没有考虑到石煤中碳的回收利用，造成了很大的浪费，同时现有浮选技术一般是采用碳和钒混合浮选，由于绝大多数石煤中的钒以云母、高岭土、氧化铁等矿物质存在，其中碳和钒的品位相对都比较低，而且钒矿物不会完全和碳一起富集，所以碳和钒混合浮选效果不明显。即使原矿经重选和/或浮选得到碳精矿，如果该碳精矿不经过处理，直接燃烧会严重腐蚀设备，燃烧产生的烟气含大量SO₂，环境污染严重。

目前采用低碳石煤矿为原料，通过先浮选出碳、再浮选出钒的技术在相关文献中还未见报道。

发明内容

本发明针对现有工艺存在的成本高、资源浪费严重的问题，提供一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法。

本发明一种从低碳石煤矿中提取五氧化二钒和碳的方法，包括下述步骤：

步骤一 调浆

将粒度为3mm以下的原矿破碎至细度为-0.074mm颗粒占原矿总质量的38％-45％，加水调浆，配制原矿质量百分浓度为25％-35％的浆料；所述原矿中V₂O₅的品位大于等于0.65％、碳的质量百分含量小于等于18％；

步骤二 浮选得碳粗精矿

往步骤一所得浆料中加入分散剂，搅拌均匀使矿物颗粒充分分散在浆料中，然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行碳粗选，得到碳粗精矿和碳粗选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入1000-1500g的比例加入；所述碳粗精矿中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.1-1.6倍；在实际操作过程中，碳粗精矿为该段浮选所得上浮产物；碳粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；

步骤三 精选碳粗精矿

往步骤二所得碳粗精矿中加水，配成碳粗精矿质量百分浓度为20％-30％的碳粗精矿浆料后，加入分散剂，搅拌均匀；然后加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳精矿1和碳精选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入140-300g的比例加入；所述碳精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.9-2.6倍；在实际操作过程中，碳精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳精选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；

步骤四 扫选碳粗选中矿

往步骤二所得碳粗选中矿中加入油类捕收剂和起泡剂，进行浮选，得到碳扫选精矿1和碳扫选中矿；油类捕收剂按每吨原矿加入500-700g的比例加入；所述碳扫选精矿1中碳的质量百分含量为原矿中碳的质量百分含量的1.0-1.6倍；在实际操作过程中，碳扫选精矿1为该段浮选所得上浮产物；碳扫选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；

步骤五 第一段钒粗选

往步骤四所得碳扫选中矿中加入pH调节剂，搅拌均匀，然后加入脉石矿物抑制剂、钒捕收剂，进行浮选，得到钒精矿1和第一段钒粗选中矿；浮选时，控制料浆的pH值为5-6；所述脉石矿物抑制剂选自羧甲基纤维素钠、氟硅酸钠、单宁中的至少一种；所述钒捕收剂选自氯化十六烷基吡啶、十四烷基三丁基氯化磷、醚胺中的至少一种；钒捕收剂按每吨原矿加入150-200g的比例加入；所述钒精矿1中V₂O₅的品位为原矿中V₂O₅品位的4.2-5.9倍；在实际操作过程中，钒精矿1为该段浮选所得上浮产物；第一段钒粗选中矿为该段浮选残留在浆料中的产物；

步骤六 第二段钒粗选