黏土型釩礦分級富集浸出試驗的研究*

孔振興，李桂英，危 青，戴子林，吳長永

廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)， 廣東 廣州 510650

黏土型釩礦作為一種重要的非釩鈦磁鐵礦類含釩礦物，其品位較低，一般在1%以下，采用浮選、重選、磁選等常規(guī)選礦技術(shù)，很難使釩得到有效富集．最近有研究發(fā)現(xiàn)[1-4]，通過分級的方法可以使該類礦物中的釩得到有效地富集，如陳曉青等人[1]采用原礦加藥擦洗—藥劑分散離析—分級富集的工藝，可將五氧化二釩品位從0.85%富集到1.74%．衛(wèi)敏等人[2]對浙川釩礦進行磨礦—擦洗分級，將五氧化二釩品位約為1.38%的原礦進行了富集，得到產(chǎn)率為45.21%的精礦，其中五氧化二釩品位高達2.50%、釩的回收率為81.90%．

本文對陜西省某黏土型釩礦進行了分級富集，并采用全濕法工藝對分級富集的精礦進行了浸出，研究了全濕法提釩浸出過程中硫酸及助浸劑用量對五氧化二釩浸出率的影響，得到了優(yōu)化的浸出工藝參數(shù)，同時指出了精礦浸出的成本優(yōu)勢．

1 試 驗

1.1 礦樣組成

試驗礦樣取自陜西某大型全濕法提釩冶煉廠的礦樣，其表觀為黃色至淺褐色．礦物組成以非金屬礦物為主，金屬礦物較少．其中金屬礦物以褐鐵礦為主，次為黃鐵礦、釩鐵礦、鐵釩鈦礦等；非金屬礦物以石英、泥質(zhì)為主，次為方解石、石墨、炭質(zhì)等；副礦物為磷灰石．礦樣的主要元素化學(xué)分析結(jié)果列于表1.

表1 多元素分析結(jié)果Table 1 Analysis results of multi elements

1.2 分級富集

取礦樣100 kg，用顎式破碎機破碎至-2 cm，將破碎后的礦樣均勻混合，然后用縮分法取代表性礦樣10 kg用于分級富集．分級采用沖水手洗分級，用0.850 mm，0.425 mm，0.250 mm和0.180 mm共4個規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)篩進行篩分．礦樣經(jīng)分級后可拋除55.5% 的+0.180 mm的粗粒級，-0.180 mm粒級的品位可達1.45%，遠大于其他粗粒級的品位，V2O5的回收率約75%．因此，選粒級-0.180 mm的礦樣(精礦)及未經(jīng)分級富集的礦樣(原礦)為浸出試驗的試樣．

1.3 浸 出

浸出試驗時每次取試樣100 g，用硫酸浸出，并添加助浸劑A和B，液固比固定為1∶1，浸出溫度95 ℃，浸出時間8 h．其中硫酸的用量(相對礦樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為20%～40%，助浸劑A用量(相對礦樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為1.5%～4%，助浸劑B用量(相對礦樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為0.2%～0.6%。

2 結(jié)果及討論

2.1 浸出試驗

對釩礦進行富集的主要目的是減少提釩過程中各種化學(xué)原料的消耗，提高設(shè)備單位時間內(nèi)V2O5的產(chǎn)量，從而大幅度地降低生產(chǎn)成本，減少化學(xué)原料消耗的同時也減少了對環(huán)境的污染．下面以全濕法提釩的浸出工藝為例，探討試樣浸出過程中各主要化學(xué)原料用量的變化及由此帶來浸出成本的變化.

2.1.1 硫酸用量對V2O5浸出率的影響

全濕法提釩的浸出過程，就是用硫酸及少量助劑在一定溫度下將V2O5從礦石中浸出．浸出時應(yīng)盡量提高浸出率，同時硫酸用量應(yīng)合理．因為硫酸用量低時V2O5的浸出率很低，用量過高雖然浸出率有一定程度的增加，但是高濃度的硫酸對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，也對后續(xù)浸出液的中和過程造成很大麻煩，增加中和成本．圖1為硫酸用量對原礦及精礦中V2O5浸出率的影響．

圖1 硫酸用量對V2O5浸出率的影響

從圖1可以看出：對原礦及精礦，當(dāng)硫酸用量分別達到25%及35%時，對應(yīng)的浸出率分別約為71%及73%；隨著硫酸用量的增加，V2O5的浸出率變化不明顯．因此，對原礦及精礦來說，合理的硫酸用量分別為25%和35%。

2.1.2 助浸劑A及B對V2O5浸出率的影響

許多含釩礦物若僅用硫酸浸出，要獲得較大的浸出率(大于75%)硫酸的用量應(yīng)較大，需達到礦樣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的40%甚至50%以上[5-6]．這將嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，且使后續(xù)中和過程變得極為困難，實際上是不可行的．根據(jù)多年的經(jīng)驗，采用助浸劑A和B來輔助浸出，在硫酸用量相對低的條件下也可獲得較高的浸出率．圖2為在合理硫酸用量的條件下助劑A及B用量對V2O5浸出率的影響．

圖2 助浸劑A及B用量對V2O5浸出率的影響

由圖2可以看出：對原礦而言，當(dāng)助浸劑A及B用量分別為2.5%和0.3%時，V2O5浸出率可達86.99%；對精礦而言，助浸劑A及B用量分別為3%和0.5%時，浸出率可達89.68%.表明，上述用量為較佳用量．

由上述浸出試驗可知，對原礦進行分級富集后得到的精礦比原礦較難浸出．若硫酸用量相同，精礦的浸出率總是比原礦的小．提高精礦浸出率的最有效辦法是增加硫酸用量，同時助浸劑A及B的用量也要適當(dāng)增加．

在生產(chǎn)過程中，一般在浸出槽中不論是對原礦還是對精礦浸出，都可滿負(fù)荷運行．因此在原礦及精礦的各自優(yōu)化浸出條件下，將浸出1 t的V2O5所消耗的硫酸進行比較，其結(jié)果列于表2．由表2可知，從經(jīng)分級富集后的精礦中浸出1 t的V2O5，其所消耗的硫酸比原礦的約減少1/5，明顯節(jié)約了提釩成本．

表2原礦及精礦優(yōu)化工藝參數(shù)及每噸V2O5浸出所需硫酸的耗量

Talbe2OptimizingprocessparametersforthecrudeoresandtheconcentratesandconsumptionofsulfuricacidforpertonofV2O5leached

試樣品位/%優(yōu)化浸出條件浸出率/%硫酸耗量/t原礦0.8625%硫酸+2.5%助浸劑A+0.3%助浸劑B86.9933.42精礦1.4535%硫酸+3%助浸劑A+0.5%助浸劑B89.6826.91

3 結(jié) 論

通過分級方法進行富集的精礦較原礦難浸出，需增加硫酸的用量，同時助浸劑用量也應(yīng)適當(dāng)增加，以達到理想的浸出率．從精礦中每浸出1t的V2O5所消耗的硫酸比原礦的少約20%，表明精礦浸出更具成本優(yōu)勢.

參考文獻：

[1] 陳曉青，楊進忠，毛益林，等．低品位黏土型釩礦資源綜合利用新技術(shù)研究[J]．有色金屬(選礦部分)， 2010(5)：9-12.

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[5] 朱茜．從含釩石煤酸浸液中分離制備釩產(chǎn)品的新工藝[D]．湘潭市：湘潭大學(xué)，2013．

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