一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法 |
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| 申请号 | CN201910698539.1 | 申请日 | 2019-07-31 | 公开(公告)号 | CN110436452B | 公开(公告)日 | 2021-09-21 |
| 申请人 | 四川省有色冶金研究院有限公司; | 发明人 | 殷志刚; 卢勇; 房瑞晓; 吴事浪; 朱冬; 陈思竹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种从 石墨 型 钒 矿富集五 氧 化二钒和石墨的方法，包括以下步骤：将含钒石墨 破碎 至粒度为‑12目，得石墨颗粒；将石墨颗粒进行磨矿，至粒度为‑100目，得石墨矿粉；将石墨矿粉、浓 硫酸 和 水 按照100:25:18的 质量 比加入保温反应容器内，混匀，静置反应；将石墨矿粉滤出，得第一钒滤液和矿粉滤渣，按照液固比为1mL:1g向滤出的矿粉滤渣中加水，并搅拌 浸出 1h，过滤，得第二钒滤液和石墨滤渣，将第一钒滤液和第二钒滤液混合，得含钒溶液；将石墨滤渣磨矿，然后向其中加水调浆，至质量浓度为25‑40％，调节pH值至中性，然后进行磨矿，得石墨精矿。该方法可有效解决现有的提钒成本高，回收的石墨中 碳 含量低的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含钒石墨破碎至粒度为‑12目，得石墨颗粒； |
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| 说明书全文 | 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法技术领域[0001] 本发明涉及石墨技术领域，具体涉及一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法。 背景技术[0002] 石墨是一种重要的非金属矿产资源，具有耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑、导热、导电等性能，广泛应用于冶金、机械电子、国防军工、航空航天、耐火材料等行业。因此，高效开发利用石墨资源对于我国各行各业的发展具有重要的意义。 [0003] 钒作为具有重要战略意义的稀有金属，在航空工业、原子能工业、宇航工业、国防尖端工业等领域中被越来越广泛地应用，是一种不可缺少的重要资源。 [0004] 现有的很多隐晶质石墨钒矿石中钒的品位较低，直接采用湿法提钒的成本高，而且，由于是微晶石墨，直接选矿也难以得到高品质的石墨精矿。一般经过磨矿回收石墨后的尾矿被废弃，造成了钒资源和石墨的浪费。 发明内容[0006] 为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0007] 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法，包括以下步骤：(1)将含钒石墨破碎至粒度为‑12目，得石墨颗粒； [0008] (2)将石墨颗粒进行磨矿，至粒度为‑100目，得石墨矿粉； [0010] (4)将步骤(3)中的石墨矿粉滤出，得第一钒滤液和矿粉滤渣，然后按照液固比为1‑3mL:1g向滤出的矿粉滤渣中加水，并搅拌浸出1‑3h，过滤，得含第二钒滤液和石墨滤渣，将第一钒滤液和第二钒滤液混合，得含钒溶液； [0011] (5)将步骤(4)中得到的石墨滤渣磨矿，然后向其中加水调浆，至质量浓度为25‑40％，调节pH值至中性，然后进行浮选，得石墨精矿。 [0012] 进一步地，步骤(1)中含钒石墨中五氧化二钒的质量含量大于0.5％。 [0013] 进一步地，步骤(2)中采用干法磨矿。 [0014] 进一步地，步骤(3)中石墨矿粉、浓硫酸和水的质量比为100:25‑30:15‑20，反应时间为7‑10天。 [0015] 进一步地，步骤(3)中石墨矿粉、浓硫酸和水的质量比为100:25:18，反应时间为7‑10天。 [0016] 进一步地，步骤(4)中的液固比为1mL:1g，搅拌浸出时间为1h。 [0017] 进一步地，步骤(5)中的磨矿过程为一次粗选二次扫选和三次精选。 [0018] 采取上述方案所产生的有益效果为： [0019] 1、本发明中预先用浓硫酸对石墨进行酸解氧化处理，将石墨中共生的硅铝酸盐矿物晶体结构破坏，使得钒转化成水溶性的钒离子，钒离子先溶解于浓硫酸溶液中，然后在浸出时溶解于水中，最终实现钒的浸出。加入浓硫酸也实现了硅酸盐矿物与石墨的解离，解离过程中将微晶石墨转换成石英和硫酸铝钾，从而获得解离度较高的石墨单体矿物；石墨中的硅酸盐矿物晶体被破坏后，可大大提高后续浮选工艺的操作过程，并且提高石墨精矿的品质。本发明既解决了生产高品质石墨的技术难题，又回收了石墨中的钒资源，最大化的实现了资源的回收利用。石墨酸解氧化过程的主要反应方程式如下： [0020] 2SiO2·Al2O3·2H2O+3H2SO4＝Al2(SO4)3+2SiO2+5H2O [0021] 2KAl2(AlSi3O10)(OH)2+11H2SO4＝2K2SO4+3Al2(SO4)3+6SiO2+12H2O [0022] 2、现有技术一般需要经过至少6次磨矿才能得到含碳量较高的石墨矿，而经过酸解氧化处理后的石墨矿石则只需经过3次磨矿，便可得到含碳量较高的石墨精矿，同时还可对石墨中的钒进行回收。 [0023] 3、本发明只需在常温常压条件下便可实现钒的浸出，解决了目前工业焙烧提钒面临的环境污染的问题，本发明的方法不产生“三废”，符合国家节能减排的要求。 具体实施方式[0024] 实施例1 [0025] 四川某石墨钒矿含隐晶质，V2O5平均质量含量约为1.25％，碳质量含量28.94％，晶质部分结晶细小，肉眼为黑灰‑灰黑色，可分为两种类型：A呈条状带或团块状分布在石英颗粒或长石颗粒间，部分石墨集合体内保护脉石矿物；B呈浸染状分布的细鳞片石墨和粘土矿物或绿泥石交织在一起，石墨颗粒细小，一般小于1μm。 [0026] 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法，包括以下步骤： [0027] (1)取上述石墨矿1kg，将其破碎至粒度为‑20目，得石墨颗粒； [0028] (2)将石墨颗粒干法球磨至‑120目，得石墨矿粉； [0029] (3)将石墨矿粉、98％硫酸和水按照100:25:12的质量比混合均匀，将混合料置于一个具有保温措施的容器中，保持温度在70℃，静置反应14天； [0030] (4)将反应后的石墨矿粉滤出，得第一钒滤液和矿粉滤渣，向矿粉滤渣中按照液固比为1mL:1g添加水，常温条件下搅拌浸出1h，过滤得第二含钒滤液和石墨滤渣，将第一钒滤液和第二钒滤液混合，得含钒溶液； [0031] (5)将石墨滤渣洗涤至中性后进入选矿工艺，选矿过程为一次粗选二次扫选和三次精选；滤液经过除杂后直接进入钒提取工艺流程。上述操作的浸出实验结果详见表1。 [0032] 表1：四川某石墨矿浸出实验结果 [0033] [0034] 通过上表得知，按照本发明中的方法对含钒石墨矿进行浸出处理后，浸出渣中的V2O5品位明显较原石墨矿中的V2O5品位降低，石墨中的V2O5被浸出，浸出率为70.36％，方便后续的回收利用。 [0035] 实施例2 [0036] 将上述实施例1中所得的石墨浸出渣采用球磨机磨矿并调矿浆至浓度为25％，采用石灰调节pH为8.0，浮选作业为一次粗选二次扫选和三次精选，得石墨精矿，对石墨精矿中的碳含量进行检测，具体检测结果见表2。 [0037] 表2：四川某石墨矿酸解工艺与传统工艺选别对比结果 [0038] [0039] 通过上表可知，传统工艺需要经过六次再磨六次精选后才能够得到固定碳含量85.47％，分布率76.43％的石墨精矿；然而，采用本发明中的方法，只需要采用三次再磨三次精选就能够获得固定碳含量94.46％，回收率79.04％的石墨精矿，按照本发明的方法，大大缩短了操作过程，提高了选矿效率。 [0040] 实施例3 [0041] 陕西某石墨矿，矿物组成主要有绿泥石、石墨、碳质、云母、石英、滑石等，矿石中钒元素大部分赋存在绿泥石等铝硅酸盐矿物中，属于难选冶钒矿。石墨粒径较小，矿石所含石墨为微晶、隐晶石墨,属于难选石墨矿，要提高其精矿品位,必须细磨。该石墨矿碳质量含量高达35％，V2O5平均质量含量约为2.13％。 [0042] 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法，包括以下步骤： [0043] (1)取上述石墨矿15Kg，将其破碎至粒度为‑60目，得石墨颗粒； [0044] (2)将石墨颗粒干法球磨至‑120目，得石墨矿粉； [0045] (3)将石墨矿粉、98％硫酸和水按照100:30:15质量比混合均匀，将混合料置于一个具有保温措施的容器中，保持温度在100℃，静置反应8天； [0046] (4)将反应后的石墨矿粉滤出，得第一钒滤液和矿粉滤渣，向矿粉滤渣中按照液固比为2mL:1g添加水，常温条件下搅拌浸出2h，过滤得第二含钒滤液和石墨滤渣，将第一钒滤液和第二钒滤液混合，得含钒溶液； [0047] (5)将石墨滤渣洗涤至中性后进入选矿工艺，选矿过程为一次粗选二次扫选和三次精选；滤液经过除杂后直接进入钒提取工艺流程。上述操作的浸出实验结果详见表3。 [0048] 表3：陕西某石墨矿浸出实验结果 [0049] [0050] 通过上表得知，按照本发明中的方法对含钒石墨矿进行浸出处理后，浸出渣中的V2O5品位明显较原石墨矿中的V2O5品位降低，石墨中的V2O5被浸出，浸出率为86.13％，方便后续的回收利用。 [0051] 实施例4 [0052] 将上述实施例3中所得的石墨浸出渣采用球磨机磨矿并调矿浆至浓度为35％，采用石灰调节pH为8.0，浮选作业为一次粗选二次扫选和三次精选，得石墨精矿，对石墨精矿中的碳含量进行检测，具体检测结果见表4。 [0053] 表4：陕西某石墨矿酸解工艺与传统工艺选别对比结果 [0054] [0055] 通过上表可知，传统工艺需要经过六次再磨六次精选后才能够得到固定碳含量78.5％，分布率79.85％的石墨精矿；然而，采用本发明中的方法，只需要采用三次再磨三次精选就能够获得固定碳含量95.5％，回收率87.90％的石墨精矿，按照本发明的方法，大大缩短了操作过程，提高了选矿效率。 [0056] 实施例5 [0057] 内蒙古某石墨矿为土状石墨，肉眼观察；矿石呈灰黑色，鳞片变晶结构，块状构造或条带状构造。石墨以细鳞片状‑土状形式存在，呈条带状分布，属于含隐晶质细鳞片石墨。矿石的主要矿物组成为：石墨、黑云母、白云母、长石、石英、绿泥石、黄铁矿、磷灰石、钙铝榴石、赤褐铁矿等。该石墨矿含碳高达23.51％，V2O5平均质量含量约为0.82％，SiO2质量含量 50.35％，Al2O3质量含量8.51％，K2O质量含量4.12％，MgO质量含量1.02％，Fe2O3质量含量 4.58％。 [0058] 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法，包括以下步骤： [0059] (1)取上述石墨矿25kg，将其破碎至粒度为‑80目，得石墨颗粒； [0060] (2)将石墨颗粒干法球磨至‑140目，得石墨矿粉； [0061] (3)将石墨矿粉、98％硫酸和水按照100:40:25的质量比混合均匀，将混合料置于一个具有保温措施的容器中，保持温度在150℃，静置反应7天； [0062] (4)将反应后的石墨矿粉滤出，得第一钒滤液和矿粉滤渣，向矿粉滤渣中按照液固比为3mL:1g添加水，常温条件下搅拌浸出3h，过滤得第二含钒滤液和石墨滤渣，将第一钒滤液和第二钒滤液混合，得含钒溶液； [0063] (5)将石墨滤渣洗涤至中性后进入选矿工艺，选矿过程为一次粗选二次扫选和三次精选；滤液经过除杂后直接进入钒提取工艺流程。上述操作的浸出实验结果详见表1。 [0064] 表5：内蒙古某石墨矿浸出实验结果 [0065] [0066] 通过上表得知，按照本发明中的方法对含钒石墨矿进行浸出处理后，浸出渣中的V2O5品位明显较原石墨矿中的V2O5品位降低，石墨中的V2O5被浸出，浸出率为75.21％，方便后续的回收利用。 [0067] 实施例6 [0068] 将上述实施例5中所得的石墨浸出渣采用球磨机磨矿并调矿浆至浓度为45％，采用石灰调节pH为7.0，浮选作业为一次粗选二次扫选和三次精选，得石墨精矿，对石墨精矿中的碳含量进行检测，具体检测结果见表6。 [0069] 表6：陕西某石墨矿酸解工艺与传统工艺选别对比结果 [0070] [0071] 通过上表可知，传统工艺需要经过六次再磨六次精选后才能够得到固定碳含量76.48％，分布率76.49％的石墨精矿；然而，采用本发明中的方法，只需要采用三次再磨三次精选就能够获得固定碳含量81.56％，回收率79.68％的石墨精矿，按照本发明的方法，大大缩短了操作过程，提高了选矿效率。 |
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