陕西某低品位粘土钒矿选矿富集工艺研究.pdf

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第36卷第3期矿冶工程V01．36№32016年O6月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGJune2016陕西某低品位粘土钒矿选矿富集工艺研究①毛益林，陈晓青，杨进忠，王秀芬'(1．中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川成都610041；2．中国地质调查局金属矿产资源综合利用技术研究中心，四川成都6101341)摘要：对陕西某低品位粘土钒矿进行了选矿工艺研究，采用“两段加药擦洗磁选”工艺，配合使用新型抑制剂，可获得产率22．04％、精矿V0品位2．71％、回收率79．31％t~钒精矿。该工艺抛除了大部分低品位尾矿，达到了湿法提钒前提高原料钒品位的目的。关键词：低品位粘土钒矿；加药擦洗；磁选；抛尾中图分类号：TD985文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2016．03．011文章编号：0253-6099(2016)03—0044—03EnrichmentTechnologyofLow-gradeVanadium—bearingClayOrefromShaanxiMAOYi．1in，，CHENXiao．qing，，YANGJin—zhong，，WANGXiu—fen，(1．InstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResources，CAGs，Chengdu610041，Sichuan，China；2．ResearchCenterofMultipurposeUtilizationofMetalMineralResourcesofChinaGeologicalSurvey，Chengdu610041，Sichuan，China)Abstract：Beneficiationtechnologyforalow—gradevanadium-bearingclayorefromShaanxiProvincewasstudied．Theprocessconsistingofatwo—stagereagent—addedscrubbingandamagneticseparation，combinedwithanewtypeofdepressant，producedavanadiumconcentrategradeof2．71％V205，withayieldof22．04％andrecoveryof79．31％．Sincethemajorityofthelow—gradetailingshavebeendiscardedwiththistechnique，thepurposeofraisingthevanadiumgradeofthefeedmaterialforfurtherhydrometallurgyvanadiumextractionhasbeenattained．Keywords：low—gradevanadium—bearingclayore；reagent—addedscrubbing；magneticseparation；railingsdiscarding在我国，钒多作为伴生组分赋存于钒钛磁铁矿中，矿石中金属矿物含量较少，以褐铁矿为主，次为黄常在铁冶炼中作为副产物产出。而作为独立矿床的钒铁矿、钒铁矿、铁钒锐钛矿等。矿主要赋存在细粒粘土矿中，由于其不易富集，提钒工非金属矿物以石英、云母为主，次为方解石、石墨、艺通常对原矿进行直接浸出提钒。但由于原矿含钒品炭质等。副矿物为磷灰石。位较低，酸碱原料消耗大，会使提钒成本增高¨。为经电镜分析、能谱面分析、相簇分析等可知，钒主提高提钒原料钒品位，对陕西某粘土钒矿进行了选矿要以吸附状态存在，主要存在于石英、褐铁矿、粘土矿工艺试验研究。物等的空洞或裂隙中；次为以类质同象形式置换6次配位的Al而存在于云母等铝硅酸盐矿物中，还有一1原矿性质部分以游离氧化物的形式存在，其中吸附态和类质同象占99％以上。原矿主要化学成分见表1。一2mm原矿筛析结果见表2。从原矿筛析结果及分布状况来看，随着矿石粒度减小，V：0品位提高，说表1原矿主要化学成分(质量分数)／％明含钒矿物主要赋存在易磨碎的矿石中。2试验结果与讨论2．1原矿直接分级试验88．340．Ooo70．o640．790．00860．oo10．0551．230．005原矿直接分级，可丢弃部分尾矿。称取一2mm原矿’①收稿日期：2015—12—29基金项目：中国地质调查项目(1212011120316)作者简介：毛益林(1983-)，男，四川广安人，工程师，硕士研究生，主要从事矿物加工研究工作。 第3期毛益林等：陕西某低品位粘土钒矿选矿富集工艺研究45表2-2mm原矿筛析结果生矿泥，这部分矿泥与细粒级的粘土矿物一起，在浮选过程中呈分散状态，将会恶化浮选环境，造成浮选过程难以控制，达不到选择性捕收有用矿物的目的，造成钒精矿产品质量下降。同时使药剂制度变得复杂，加药点增多，药剂消耗量加大，工业生产过程中不易控制，而且钒精矿产品中所含的捕收剂、起泡剂等浮选药剂对后续的湿法提钒工艺有明显影响。因此，不宜采用浮选工艺回收该类型粘土钒矿。2．3重选试验对于含泥较多、且含泥矿物中钒矿物分布较为集适量，加水浸湿矿物，适当搅拌后采用325目(O．040mil1)中的矿石，重选脱除矿泥得到相对富集的精矿产品，是分级，取细粒级为精矿产品，其余产品作为尾矿丢弃。一种较为经济便捷的选矿措施。针对该粘土钒矿泥质原矿直接分级试验结果见表3。矿物含钒这一矿石特性，优先考虑采用重选脱泥进行钒矿物富集。表3原矿直接分级试验结果将一2mm原矿磨至不同粒度，通过摇床选别，分别获得细泥精矿。重选工艺条件：冲程1em、冲次150~／min。重选试验结果见表5。表5重选工艺试验结果由表3可知，尾矿品位偏高。这是由于直接分级是将呈细粒分布的含钒矿物随细泥产出，吸附于粗粒矿物间隙的含钒矿物随大量尾矿被丢弃，造成尾矿含钒较高，精矿产品综合指标较低。2．2浮选试验由工艺矿物学分析结果可知，原矿中V0绝大部分以吸附和类质同象形式存在于粘土矿物、云母、褐铁矿等矿物中。为使钒矿物得到最大程度富集，可考虑重点富集钒矿物的载体，以达到富集钒矿物的目的。采用十二胺盐酸盐(100+50+30g／t)强化捕收云母等铝硅酸盐，油酸钠(400+200+100g／t)捕收褐铁矿及粘土矿物，共采用3次粗选对钒矿物进行富集，浮选由表5可以看出，-2mm原矿直接重选，钒精矿时间分别为7min、5min、5min，结果见表4。品位为2．43％，但回收率只有46．89％；随着磨矿细度增加，回收率呈增加趋势，但精矿品位呈下降趋势。经表4浮选试验结果过摇床重选富集获得的精矿产品，其品位及回收率都优于浮选工艺富集获得的精矿产品，但还有待提高。2．4擦洗试验根据工艺矿物学结果，钒主要以吸附状态存在，主要存在于石英、褐铁矿、粘土矿物等的空洞或者裂隙中，必须采取合适的工艺手段使其从吸附状态中解离出来，并对其进行富集，否则难以保证钒精矿品位及回采用浮选工艺可使回收率达到53．63％，但精矿品收率。位较低，仅为1．14％，富集比达不到理想指标。这是由擦洗工艺对处理存在于矿物空洞和裂隙中的有用于原矿中含泥较多，且有用组分钒大部分为粘土矿物，矿物是一种行之有效的方法。擦洗工艺原则流程多分布在细粒级中，而且磨矿之后也会产生大量的次见图1。 矿冶工程第36卷原矿影响因素最优条件。按照最优条件进行了全流程试验，试验流程见图2，结果见表7。精矿中矿图1擦洗工艺原则流程试验过程中，为考察药剂对擦洗工艺的影响，进行了不加或加入抑制剂EMF-19的对比试验。EMF一19为中国地质科学院矿产综合利用研究所研发的新型选矿药剂，对矿泥具有高效的分散效果，同时对含钙镁及硅酸盐脉石具有良好的选择性抑制作用，能实现含钒粘土矿物与细粒脉石矿物的有效分离。试验结果见表6。图2全流程试验流程表7全流程试验结果表6擦洗工艺试验结果经“两段加药擦洗．磁选”工艺，可获得产率22．04％、V05品位2．71％、回收率79．31％的钒精矿，钒得到了表6结果表明，不加药时回收率较加药时稍高，但有效富集。精矿V0品位远低于加药时的精矿品位，同时加药3工艺解决的关键技术问题时精矿产率较小，抛尾相对较多，进入后续湿法冶金提钒作业的物料处理量大大减小。故确定采用加药擦洗国内粘土钒矿提钒工艺通常对V0品位1．4％以工艺对该类型粘土钒矿进行富集。上的钒矿采用原矿焙烧．浸出或直接浸出的提钒工艺，2．5全流程试验而不经过选矿富集。对于V0品位1．4％以下的粘土对加药擦洗工艺进行了详细的条件试验，发现中钒矿，由于钒品位较低，导致酸碱原料消耗大，使提钒矿及尾矿品位稍高，这是由于试验过程中用的原矿为成本增高，同时环境污染情况严重，多直接丢弃或不予一2mm物料，只经过破碎而未经过磨矿，对于包裹于开采。矿物内部的钒难于通过擦洗而解离出来。为了降低中本文采用“两段加药擦洗一磁选”的选矿工艺技术矿品位，对中矿及尾矿再磨后进行二次擦洗，进一步回方法，可使介于边界品位以上(V0I>0．5％)的低品位收含钒矿物。粘土钒矿得到有效富集，抛除大部分尾矿，获得较高品由于还有少部分钒矿物存在于褐铁矿中，应采用位的钒精矿产品。使现有技术下不能得到有效利用的强磁选对其载体矿物褐铁矿进行回收，以达到回收该低品位粘土钒矿变成可利用资源，提高了资源的利用率。部分钒矿物的目的。故最后确定采用“两段加药擦洗一经过富集后的钒精矿可直接进入湿法冶金提钒作磁选”的工艺流程。业，能有效减少酸碱等原材料的消耗，减少了废渣及废对确定的试验流程进行了详细的试验，确定了各(下转第5O页) 50矿冶工程第36卷表8抛尾尾矿主要矿物含量及单体解离度测定结果点。以攀枝花密地选矿厂为例，在年处理量不变的情况下，增加ZCLA预选抛尾，每年可增产70万吨铁精矿。2)尾矿性质分析表明：ZCLA选矿机对粗粒级物料的铁钛回收效果很好，但对细粒物料中的钛铁矿回收效果不理想，最好的粒度回收下限为0．154mm。尾抛尾尾矿镜鉴分析结果表明，样品中钛磁铁矿含量矿中钛磁铁矿、钛铁矿含量少，钛磁铁矿品质不高，多很少，以它形粒状为主，半自形、它形晶品质不高，嵌布为中度、重度绿泥石化蚀变，-40m粒级与钛铁矿一粒度为0．03-0．45mm，部分中度、重度绿泥石化蚀变，起呈稀疏浸染状嵌布在脉石中，钛铁矿以它形晶体为一40Ixm粒级与钛铁矿一起呈稀疏浸染状嵌布在脉石主，多与脉石连生且被脉石网状交代。中，属于合理损失；钛铁矿含量很少，半自形晶、它形晶3)新型ZCLA选矿机对攀枝花钒钛磁铁矿进行都有，以它形粒状为主，嵌布粒度在0．03～0．35mm之预选抛尾指标较好，经济可行，为攀枝花低品位钒钛磁间，部分被脉石网状交代，主要为贫连生体，与脉石连铁矿及表外矿提供了一种预选抛尾新工艺。生较多，与钛磁铁矿的连生体很少，属于合理损失。参考文献：2．5抛尾对后续选别的影响为了粗略估算采用ZCLA抛尾的经济效益，以攀[1]李兴华．攀枝花钒钛磁铁矿综合利用技术路线图研究[D]．昆明：昆明理工大学国土资源工程学院，2011．枝花密地选矿厂为例，该厂年处理原矿量1400万吨，[2]文孝廉，郭明彬，冉定伟．攀枝花地区钛资源利用现状、存在的问按照原矿TFe品位30％、抛尾后原矿TFe品位32％、题及对策[J]．金属矿山，2008(8)：5-8．总尾矿TFe品位14％计：[3]张克仁，苏波．攀西钒钛磁铁矿石矿物工艺特征及其粗粒抛尾不抛尾情况，年产铁精矿：选矿工艺[J]．中国地质科学院院报，1987(1)：245—260．1400x(30—14)÷(54—14)=560万吨[4]郭明彬．攀钢表外矿和极贫矿综合利用研究进展[J]．金属矿山，2008(10)：5-8．抛尾情况，年产铁精矿：[5]李红玲，董小骥．攀枝花某低品位钒钛磁铁矿选铁工艺对比试验1400~(32—14)÷(54—14)=630万吨[J]．矿产保护与利用，2013(3)：29-30．增加了ZCLA抛尾后，在年处理量不变的情况下，[6]朱俊士．钒钛磁铁矿选矿及综合利用[J]．金属矿山，2000(1)：1-5．预计密地选矿厂每年能增加7O万吨铁精矿。[7]杨永涛，张渊，张俊辉．四川某钒钛磁铁矿选铁试验研究[J]．矿产综合利用2009(4)：3-4．3结论[8]薛忠言．低品位钒钛磁铁矿预选抛尾工艺试验[J]．现代矿业，2012(7)：103—105．1)原矿通过ZCLA预选抛尾，减少了后续的磨矿[9]安登气．陕西某低品位钒钛磁铁矿资源综合利用新工艺研究[J]．量，能够抛去产率12．99％的尾矿，尾矿TFe品位10．08％、湖南有色金属，2013，29(5)：10-13．TiO品位4．62％、mFe含量O．64％，尾矿可作为废石直[10]安登气，曾维龙．新型ZCLA永磁高梯度磁选机及选别攀枝花钛接排人尾矿库，其精矿TFe品位可提高2．90个百分铁矿的研究[J]．矿冶工程，2010，30(8)：151—154．(上接第46页)液的产生。在生产工序上成功绕开了焙烧工序，避免参考文献：了废气及烟尘的产生，提高了企业的生产效益，减少了工业生产给环境带来的恶性影响。陈晓青，杨进忠，毛益林，等．低品位黏土型钒矿资源综合利用新技术研究[J]．有色金属(选矿部分)，2010(5)：9-12．4结语安登气．广东岚霞钒钛资源综合回收铁、钛、钒新工艺研究[J]．矿冶工程，2014(3)：51-53．陕西某低品位粘土钒矿VO含量为0．75％，钒主孙德四，张立明，张贤珍．硅质石煤钒矿提钒新工艺研究[J]．稀要以吸附状态存在于石英、褐铁矿、粘土矿物等的空洞有金属与硬质合金，2010(6)：5-10．或裂隙中，次为以类质同象形式存在于云母等铝硅酸刘利军，李继壁，宾智勇，等．陕西某碳硅质钒矿提钒工艺研究[J]．有色金属(选矿部分)，2006(3)：28-30．盐矿物中，还有一部分以游离氧化物的形式存在，其中陈双莉，史玲，谢建宏，等．陕西某碳酸盐型钒矿提钒工艺研究吸附态和类质同象占99％以上。采用“两段加药擦洗一[J]．辽宁化工，2007，10(10)：696-699．磁选”工艺，可获得产率22．04％、VO品位2．71％、回卫敏，吴东印，张艳娇．淅川钒矿擦洗选矿试验研究[J]．矿产收率79．3l％的钒精矿。保护与利用，2007，4(2)：34-36．