[发明专利]一种绿色高效利用高碳型含钒石煤中碳及预富集钒的方法有效

专利信息
申请号: 201910648178.X 申请日: 2019-07-18
公开(公告)号: CN110358909B 公开(公告)日: 2020-06-05
发明(设计)人: 闫柏军;刘坤鹏 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: C22B1/02 分类号: C22B1/02;C22B1/24;C22B34/22
代理公司: 北京市广友专利事务所有限责任公司 11237 代理人: 张仲波
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 绿色 高效 利用 高碳型含钒 石煤 富集 方法
【说明书】:

一种绿色高效利用高碳型含钒石煤中碳及预富集钒的方法,属于资源综合利用领域。包括以下步骤:以高碳型含钒石煤矿为原料,Fe2O3为添加剂,MgO或Al2O3为改质剂,将原料破碎并与添加剂及改质剂充分混合后制成球团。烘干后,采用水蒸气将高碳石煤中碳的气化后焙烧,在产物中可生成含钒富集相—钒铁尖晶石。经破碎、磨细、磁选,得到杂质含量少、钒品位高的含钒精矿。本发明的方法具有资源利用率高、节能、绿色环保、碳气化及钒富集效率高等优点。不仅能将高碳石煤中碳资源绿色高效转化为清洁能源,还能获得钒含量高的便于分离富钒相,该方法可绿色高效处理高碳含钒石煤资源,对石煤资源的综合利用具有重要意义。

技术领域

本发明属于高碳型含钒石煤碳资源利用及钒的预富集技术领域,该方法具体是将高碳石煤中钒资源进行预富集,获得钒品位较高的富钒精矿,并将其中的碳资源转化为清洁能源。该方法可绿色高效处理高碳含钒石煤资源,对石煤资源的综合利用具有重要意义。

背景技术

钒是一种过渡族金属,因其优良的物理化学性质,金属钒、钒化合物和钒合金被广泛地应用于社会的各个领域。我国的含钒矿物较多,且分布较广,储量巨大。但是其中工业利用价值较高的钒矿主要有两大类,石煤和钒钛磁铁矿。含钒石煤矿广泛的分布于我国的南方各省,而石煤中储存的V2O5又占据我国钒矿中V2O5总储量的87%,因此对其的利用具有重大意义。高碳型含钒石煤主要含有SiO2、C、Al2O3,及少量的K2O、MgO和V2O3。我国含钒石煤矿物的含碳量一般在10%~15%,钒含量较低,V2O5品位多为0.3~1%,主要赋存于钒云母矿中且分布较为分散,属于难以处理利用的含钒资源。

由于高碳石煤中碳含量较高,在浸出过程中这些碳会覆盖在石煤矿物颗粒表面,且吸附能力极强。其不利于钒的浸出,并严重影响钒的浸出率,因此应预先脱除。目前处理高碳石煤的主要工艺有:直接氧化焙烧发电及尾渣的浸出、重选或浮选脱碳后尾矿的酸浸或碱浸等。高碳石煤矿含碳量在10%以上,属于中低热值燃料,大约为煤炭热值的五分之一(范艳青,王玲,王辉,等.高碳石煤提钒过程中碳、钒赋存状态研究[J].中国资源综合利用,2016,34(8))。利用石煤氧化焙烧发电时,不足以提供发电所需充足热量,因此需要额外配碳。另外,该过程会产生SO2、CO等有害气体、后续处理渣量较大而消耗大量的酸或碱、废酸废碱处理量大等问题。高碳石煤的直接氧化焙烧发电及尾渣的浸出工艺不仅造成碳资源的浪费,还会产生大量温室气体、废酸废碱污染环境。利用高碳石煤提钒时,也可通过物理选矿即重选或浮选的方法进行脱碳,提高钒品位的同时回收碳资源,便于后续钒浸出(屈启龙,谢建宏,王冠甫.高碳钒矿综合回收石墨试验研究[J].现代矿业,2007,23(4):35-37)。但是通过浮选或重选的方法预处理高碳石煤时,会造成钒资源的损失,致使钒的回收率大大降低。

因此,处理高碳型含钒石煤资源无论采用直接氧化焙烧发电及尾渣的浸出工艺,还是物理选矿预处理富钒工艺,都存在很多工艺、成本及环保方面的问题。

发明内容

本发明提供一种绿色高效利用碳资源及预富集钒的方法,不仅能将高碳石煤中碳资源绿色高效转化为清洁能源,还能获得钒含量高的便于分离富钒相。与现有工艺相比,该方法可绿色高效处理高碳含钒石煤资源,对石煤资源的综合利用具有重要意义。

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