含钒石煤脱碳焙烧过程温度变化规律及焙烧条件影响

含钒石煤是我国储量巨大的一种钒矿资源。对于含碳量高的石煤原矿,脱碳焙烧工艺能在提高钒浸出率的同时降低酸耗。对石煤脱碳焙烧过程的温度变化进行研究,避免高温烧结的同时还可利用其自身热量,这对提高焙烧过程热利用效率具有重要意义。本文在650℃、50 min、空气流量500 mL/min及20%O_(2)浓度的最佳焙烧条件下,对石煤悬浮焙烧的全过程进行系统分析和研究。在最初3.9 min内,样品迅速由室温升温至560.1℃;持续加热至10.3 min,白云石和高岭石分解,样品温度升至最高值741.5℃;燃烧结束后,样品温度回落,并稳定在622.5℃。这表明脱碳主要发生在最初的30 min内,石煤中碳质燃烧可将物料自身温度提高约120℃。基于此得到了含钒石煤脱碳焙烧过程的温度变化规律。因此,在石煤脱碳焙烧中应利用其温度变化规律,在避免高温和高氧引起的局部烧结的同时,利用自身燃烧热量,以提高焙烧效率和热利用率。

石煤硫酸浸出过程中含钒矿物的浸出行为

以陕西省商南县石煤钒矿为研究对象,研究了直接酸浸、氧化酸浸及活化酸浸的提钒效果,分析了酸浸过程中含钒矿物钒的浸出规律和活化浸出机理。结果表明:在硫酸浓度250 g/L、液固比5 mL/g、温度90℃条件下,浸出12 h,钒浸出率仅为48.55%;在相同条件下,加入3%氯酸钠,氧化酸浸9 h,钒浸出率增加到61.42%;再添加9%氟化钙,仅活化浸出6 h,钒浸出率可达到92.90%。工艺矿物学研究表明:在活化酸浸过程中,氟化钙与硫酸反应生成的氢氟酸,促进了硫酸对含钒矿物结构的破坏,同时参与了含钒云母的反应,促进了含钒矿物中钒的浸出;矿物中含钒云母、钒钛矿、褐铁矿、钒硫化物中钒的浸出率分别为98.47%、42.22%、98.09%、89.70%,与氧化酸浸相比,分别增加了31.77、26.90、18.01、89.70个百分点。

我国石煤提钒研究现状及发展

综述了近年来我国在石煤选矿富钒、提钒主体工艺(包括焙烧、浸出、浸出液处理等)以及提钒尾渣和废水综合利用等方面开展的研究工作和取得的最新进展,同时展望了今后石煤提钒的发展。

含钒石煤选矿预富集技术

我国石煤提钒工业中普遍存在的入料钒品位低、矿石处理量大、酸耗高、钒回收率低等问题是制约我国石煤提钒工业发展的关键问题,因而对含钒石煤进行选矿预富集具有重要意义。在对石煤矿物组成和钒赋存状态分析的基础上,归纳总结了国内外选矿预富集工艺技术的发展成果,指出含钒石煤单一浮选、单一重选、重浮联选、分级擦洗工艺是目前解决制约我国石煤提钒工业发展问题的有效工艺。最后强调指出含钒石煤预富集工艺应力求简单,以降低整个生产工艺成本为准则,做到整体经济效益与环境效益的统一;预富集阶段应重视对后续提钒影响较大的杂质的剔除、新型高效浮选药剂的开发和微细粒含钒矿物浮选设备的研制。

湖北某脱碳石煤摇床预抛尾试验

介绍了湖北某含钒石煤及其脱碳产品的性质,针对钒主要以类质同象形式赋存在云母类矿物中的特点,分析了棒磨和摇床重选过程中云母类矿物和脉石矿物的不同行为特征,对脱碳石煤的磨矿细度和摇床重选的工艺技术参数进行了研究。结果表明,在磨矿细度为-0.074 mm占63%的情况下,按试验确定的工艺技术参数,采用1粗1扫摇床重选流程处理,可抛出产率为12.99%、V2O5品位为0.21%的尾矿,从而显著降低浸矿酸耗和生产成本。

安徽石台大山地区硒的地球化学研究

通过对安徽石台大山地区硒的分布、迁移、富集特征和地质背景进行地球化学调查,结果表明,岩石中硒质量分数平均2.72×10^-6,深层土壤硒质量分数平均1.47×10^-6,表层土壤硒质量分数平均1.24×10^-6,并且不同母质类型的土壤硒含量不同;硒在土壤剖面上的分布存在空间差异,总体趋势是硒在表土层聚集;土壤中硒表现为离子交换态硒、强有机态硒和腐殖酸结合态硒等易溶态硒所占比例相对较少,可达2%～10%,而碳酸盐态、铁锰氧化态、残渣态等难溶态分别为90%～92%,所占比例较高。硒有效量一般在0.096×10^-9,土壤呈酸性至强酸性,处于氧化环境;各类岩石中以含煤岩系中的石煤层含硒量最高,最高达到37.4×10^-6,确定硒来源于寒武纪荷塘组含煤岩系。土壤中硒含量受土壤成土母质的控制,同时,表生地球化学作用、生物作用以及人类活动也深刻影响到它们在土壤中的重新分配。

石煤中钒的赋存状态分析方法及其化学解释

为全面了解石煤中钒的赋存状态,指导石煤提钒工业生产,提出了一种石煤中钒赋存状态的分析检测方法,并通过化学计算和实例分析验证此方法的合理性。其基本方法和流程是:采用分步化学提取的方法,分别添加不同的药剂分步提取石煤中的6种含钒物相,所提取的含钒溶液用分光光度法测其钒含量。化学计算和实例分析结果表明,此方法每步添加的药剂仅与目的矿物发生相互作用,所得结果准确、可靠。

钙质复合添加剂对石煤提钒焙烧效果的影响

以湖北某云母型含钒石煤为原料,研究了不同钙质添加剂对石煤焙烧效果的影响。在此基础上选取CaO、CaF_2组成复合添加剂,考察了复合添加剂配比、焙烧温度及焙烧时间对钒浸出率的影响,同时对石煤焙烧熟料进行了扫描电镜、X射线衍射、热力学分析。结果表明,石煤在添加6%CaO+4%CaF_2、焙烧温度850℃、焙烧时间90min的条件下焙烧,焙烧熟料按照液固比3∶1(mL/g)加入体积分数20%的硫酸、95℃浸出2h,钒浸出率可达91.73%。XRD和热力学分析表明,CaF_2参与了化学反应,添加剂加入后云母结构在焙烧过程中被有效的破坏,为钒的解离提供了基础;CaO对V_2O_5有很好的亲活力,焙烧可以促进钒酸钙的生成,有利于钒的浸出。

湖北某云母型含钒石煤重—浮联合预抛尾试验

湖北某云母型含钒石煤V_2O_5品位为0.81%,钒主要赋存在白云母和伊利石中。为提高酸浸给矿V_2O_5品位、降低酸浸作业矿量及耗酸矿物含量,从而降低酸耗和生产成本,对有代表性试样进行了重—浮联合工艺预抛尾试验。结果表明,试样在磨矿细度为-74μm占70.9%情况下,采用超极限螺旋溜槽粗选,粗选中矿再磨至-74μm占65.6%情况下进行螺旋溜槽再选,再选中矿再磨至-74μm占75.6%情况下正浮选,可抛出产率29.59%、V_2O_5品位为0.34%的合格尾矿,精矿V_2O_5品位提高至1.01%,V_2O_5回收率达87.60%,较好地实现了提高酸浸给矿V_2O_5品位、降低酸浸作业矿量及耗酸矿物含量的目标。

陕西商洛石煤中钒的赋存状态与工艺矿物学研究

以陕西商洛县楼房沟地区石煤为研究对象,采用化学分析、X射线衍射分析、物相分析,结合先进的MLA在线检测手段,对其进行了详细的工艺矿物学研究,查明钒的赋存状态及主要矿物的嵌布特征。结果表明石煤中的钒绝大部分呈类质同象形式分布于钒云母和白云母中,极少量的钒分布在钒铁氧化物、钒钛氧化物和钙钒石榴子石中。仅有少量钒云母形式存在的含钒矿物钒品位高,结晶较好,结晶粒度较粗,大部分的含钒矿物嵌布粒度微细,给选矿带来较大的难度。

某石煤钒矿的工艺矿物学研究

研究某石煤钒矿的工艺矿物学特性,查明了矿石中钒元素的赋存状态及主要矿物的嵌布特征,并就影响提钒工艺的矿物学因素进行了分析。结果表明,矿石中88.02%的钒呈类质同象分布于硅酸盐矿物中,6.00%分布于褐铁矿中,4.20%以钒钛氧化物形式独立存在,少量钒以钒酸盐形式存在。含钒硅酸盐矿物主要以隐晶质或胶状结构产出,并与微晶石英及炭质紧密胶结在一起,焙烧、高酸浸出(钒浸出率仅64%)难以破坏其结构。提钒工艺的选择应重视选矿富集钒或选矿抛弃耗酸矿物。

某炭质石煤钒矿中钒的赋存状态及其浮选研究

利用X射线衍射、光学显微镜、电子探针等多种检测方法,研究了某炭质石煤钒矿钒的赋存状态。在工艺矿物学研究的基础上进行了炭质钒矿的浮选试验,设计了脱碳-浮选联合流程评定该炭质石煤钒矿浮选富集工艺的可行性。结果表明:炭质钒矿中主要含钒矿物为含钒石煤,主要脉石矿物为石英;采用阴阳离子混合捕收剂闭路试验得到了V2O5品位为2.48%、回收率为81.15%的钒精矿。

含钒石煤矿中钒的氧化亚铁硫杆菌浸出工艺研究

采用氧化亚铁硫杆菌浸出高硫含钒石煤矿中的钒,探索微生物浸出石煤矿中钒的可行性和最佳工艺条件。考察了矿物质量浓度、浸出温度、初始p H、振荡转速对钒浸出率的影响;在单因素实验基础上,运用Box-Behnken设计原理和响应曲面分析法对浸出温度、初始p H、振荡转速等工艺条件进行了优化。结果表明,氧化亚铁硫杆菌能够有效浸出石煤矿中的钒,最佳浸出条件为矿物质量浓度30 g/L、浸出温度32℃、初始p H=2.1、振荡转速147 r/min,在该条件下钒浸出率可以达到69.2%。

选择性磨矿对含钒石煤单体解离的影响研究

为研究磨矿介质对石煤选择性磨矿的影响,分别考察了钢棒和钢球两种磨矿介质对湖北通山焙烧脱碳石煤在三辊四筒磨机中的选择性磨矿效果并确定合适的磨矿介质,然后通过浮选试验和云母解离度分析确定合适的磨矿细度。结果表明,由于含钒云母及各种脉石矿物的可磨性存在较大的差异,球磨与棒磨均有选择性磨矿的效果,即细粒级(-38μm)和粗粒级(+104μm)V2O5品位较高,中间粒级(-104+38μm)V2O5品位较低,但棒磨产品粒度更均匀,粒级间V2O5的品位极差更大,棒磨的选择性磨矿效果优于球磨。浮选试验和云母的解离度分析均表明,最佳的棒磨磨矿细度为-74μm含量为84.62%,对应的最终精矿V2O5的品位为1.06%,回收率为84.65%。通过棒磨选择性磨矿,可在较低的磨矿细度和简单的浮选工艺流程条件下,实现含钒云母的富集并有效地降低提钒的处理量、酸耗和生产成本。

钙含量对含钒页岩钠盐焙烧-水浸提钒的影响

研究了钙含量对高钙云母型含钒页岩钠盐焙烧提钒水浸率的影响。结果表明,矿石中氧化钙含量对钒水浸率影响很大。反应物CaCO3与V2O5的摩尔比大于2∶1时,850℃焙烧时主要产物为Ca3V2O8和Ca2V2O7,从而导致钒的水浸率偏低。热力学计算表明,钒酸钙盐在酸性溶液中比碱性溶液中溶解度大,因此对于高钙云母型含钒页岩可以考虑采用钠盐焙烧—水浸—酸浸或者钠盐焙烧—酸浸的方法提高钒的回收率。未除钙焙烧样通过稀酸浸出,最终获得了73%的钒浸出率。

某云母型含钒石煤氧压与常压酸浸提钒比较

湖北某地云母型含钒石煤中85%以上的钒赋存于云母类矿物中,V3+、V4+分别占总钒的70.83%、29.17%,V3+以类质同象取代云母晶格中的Al3+离子,常压酸浸极难释放出晶格中的钒。为了确定该矿石的高效、低耗、环保浸钒工艺及参数,以常压酸浸效果为参照,对氧压酸浸工艺条件进行了研究。结果表明,浸出温度、硫酸浓度以及氧分压的升高可显著提高钒浸出率,压力场的引入可大幅度提高钒浸出率、缩短反应时间、降低酸耗;在硫酸体积浓度为20%、浸出时间为5 h、反应温度为160℃、氧分压为0.5 MPa情况下的氧压酸浸,钒浸出率可达75.98%,较硫酸体积浓度为20%、浸出时间为5 h、反应温度为98℃情况下的常压酸浸钒浸出率高45.12个百分点。

石煤钒矿湿法提钒选冶废水处理

针对石煤钒矿湿法提钒选冶废水特点及排放要求,以静态试验数据为参考,采用独特的二次处理方案,优化处理工艺,对废水进行了分级处理,处理系统封闭循环,不产生二次污染。处理后水质完全符合排放要求,其中金属离子含量低于国家排放标准,Fe离子含量由最初的850 mg/L降到1.8 mg/L。回水满足生产工艺用水要求,整个系统处理高效、设计合理、简单实用、运行平稳。

含钒石煤选择性脱泥富集钒的试验研究

含钒石煤,经焙烧脱碳后,在磨矿过程中会产生大量的原生及次生矿泥,这些矿泥的存在,在浮选过程中会消耗大量浮选药剂,增加选矿成本,并降低选矿指标。针对湖北通山含钒石煤进行了选择性脱泥富集钒的试验研究,在用20%H2SO4溶液调节p H为9.0,六偏磷酸钠的用量为1.0 kg/t条件下,得到了V2O5的品位为1.07%,产率为10.91%的矿泥产品。

龙口矿区蒙脱石粘土岩地质特征及成因初探

论述了龙口矿区煤系地层中蒙脱石粘土岩的地质特征、岩石特征 ,评价了其资源开发的价值 ,进而探讨了其生成环境。研究结果表明 ,该蒙脱石粘土岩系正常搬运沉积成生类型 ,具有开发利用价值。

扬子板块周缘含钒石煤的综合利用

综合开发利用扬子板块周缘具有巨大经济价值的含钒石煤有着重要的意义。扬子板块周缘含钒石煤的分布广、储量大,不仅可以缓解我国南方的能源危机,而且其中蕴藏的钒矿资源更是具有巨大的经济价值。利用石煤发电,从发电后的废渣中提取有色金属钒,再利用提钒后的废渣生产水泥,是对石煤开发利用的最优模式。在对含钒石煤资源的综合利用过程中遵循"以防为主,防治结合"的原则采取措施进行环境保护,建设矿产综合利用的节约型。