论文部分内容阅读
针对传统的钠化焙烧工艺处理甘肃方山口石煤钒矿存在的能耗高、资源利用率低和环境污染严重等问题,研究开发了处理石煤钒矿的空白氧化焙烧-助浸剂酸浸新工艺。论文以石煤钒矿焙烧和助浸剂强化分解石煤钒矿为切入点,进行了大量的实验研究,得到主要结论如下: (1)通过对矿物进行工艺矿物学研究,矿石的矿物组成较为简单,主要为石英和钒云母;少量的高岭石、电气石、有机碳、含钒铌金红石、褐铁矿、氟磷灰石。矿石中有用矿物的粒度细小、嵌石关系较复杂,其中粒度大于0.074mm,石英片43.62%、钒云母占2.25%、金红石占27.81%;而粒度小于0.010mm,石英占15.57%、钒云母占53.35%、金红石占1.47%,由于钒云母的粒度呈微细粒和超微粒存在、在磨矿过程中很难单体解离和裸露,因此本矿不能用选矿方法富集钒、对湿法浸钒工艺也影响极大。 (2)直接浸出探索实验表明采用氢氟酸或浓酸熟化直接浸出的效果较好,粒度0.147mm的矿物在氢氟酸浓度40%,浸出温度60℃,浸出液固比3∶1的条件下,浸出率达到83.60%,采用而低浓度硫酸在浸出时间12小时,浸出温度60℃,添加复合助浸剂5%的NaF和10%的H2O2,浸出率能够达到88.40%,但均存在成本高和浸出液杂质含量高的问题。 (3)钠系、钙系或复合添加剂焙烧-硫酸浸出的探索实验表明氯化钠焙烧效果明显,达到85.6%,而钙化合物焙烧效果差,只有62.14%,添加剂焙烧均存在环保和成本高等问题。 (4)首次提出了处理石煤钒矿的空白氧化焙烧-助浸剂酸浸新工艺。实验结果表明,在焙烧温度850℃、焙烧时间60min和矿物粒度0.147mm的最优焙烧条件及浸出温度90℃、浸出酸浓10%、新型助浸剂Y2%、浸出时间12h和浸出液固比3∶1的最优浸出条件下,钒回收率达85%以上。 (5)焙烧炉型选择实验结果表明,微波焙烧的效果与马弗炉焙烧相当,理论上可替代工业使用的竖炉、平窑、回转窑等,且在最优焙烧、浸出条件下钒浸出率高达87.06%,而流化床焙烧会现结块现象,因此该工艺不宜采用流态化焙烧的炉型。