攀枝花釩鐵精礦焙燒工藝研究

攀枝花釩鐵精礦焙燒工藝研究

西地區(qū)鐵錳資源豐富。在該地區(qū)，發(fā)現了32座銀鈦磁礦?？碧街械你y鈦磁礦總面積為98.49萬噸，占全國儲量的60.14%。從釩礦石中提釩的方法有兩種——濕法和火法。攀西釩鈦磁鐵礦,鐵、鈦致密共生,嵌布極細,釩呈類質同像與鐵共存,機械磨選不能達到鐵、鈦、釩分離。高爐冶煉時,鈦進入爐渣而流失;含釩鐵水霧化爐吹取釩渣,經鈉化焙燒再用水法提釩,流程較長,釩回收率低。根據國內外的生產經驗,對于符合釩精礦質量要求的釩鐵精礦,即釩鐵精礦含V2O5在0.65%以上(三級品),采用濕法提釩流程,可以達到較高的回收率和較好的技術經濟指標。因此,本研究以攀枝花白馬鐵礦的釩鈦磁鐵精礦為原料,采用先提釩后煉鐵的濕法提釩流程,成功地實現Fe/V、Ti的分離,使釩的回收率達到85.00%以上。1試驗部分1.1釩鐵精礦特性試驗研究所用原料是攀枝花某礦業(yè)公司送來的礦樣,以70%原生礦配30%風化礦配出代表性礦樣1t,按其選礦廠的現有選鐵流程,生產出此次提釩試驗所需的釩鐵精礦。攀枝花釩鐵精礦多元素化學分析結果見表1,粒度組成見表2。試驗所用的其他輔助原料如無水硫酸鈉、無水碳酸鈉等均為市場銷售的分析純。試驗所用設備有管狀電爐(爐管可轉動,?105mm×1000mm),圓盤造球機(長沙生產)。1.2氧化二釩四釩法鈉化氧化焙燒的目的是使釩鐵精礦中的釩轉化成溶于水的釩酸鈉,以便于水浸,實現釩與鐵、鈦等的分離。即把鐵精礦中的三價釩氧化成五價釩,然后五價釩與鈉化劑反應,生成溶于水的釩酸鈉。過程中的主要化學反應如下:含釩溶液中加入一定量的硫酸銨,再加入硫酸,將pH值調整至適宜的范圍,在95℃以上的溫度下,釩就會以多釩酸銨的形式沉淀出來。生成六釩酸銨的反應式為將多釩酸銨進行煅燒脫氨,即可得到工業(yè)五氧化二釩產品。煅燒脫氨的反應式為(NH4)2H2V6O17=3V2O5+2NH3↑+2H2O↑.1.3工業(yè)五氧化二釩的制備濕法提釩的試驗方法是將含釩鐵精礦加鈉鹽、焙燒、水浸,使釩酸鈉進入水溶液,將溶液凈化除硅后,往其中加入硫酸銨,然后加入硫酸,把pH值調整至適宜的范圍,即可得到釩酸銨沉淀。過濾后,將濾餅用清水漂洗干凈,然后,把沉淀物放進電爐中煅燒脫氨,即可得到工業(yè)五氧化二釩。其工藝原則流程見圖1。2結果與分析2.1鈉化劑用量對釩轉浸率的影響尋找一種適當的鈉化劑的配比,無論對實驗室研究,還是對工業(yè)生產都很重要,鈉化劑用量對轉釩浸率的影響見圖2。從圖2可見,隨著鈉化劑(Na2CO3和Na2SO4)用量的增加,釩轉浸率也逐漸增大,但鈉化劑用量超過8%時,釩轉浸率開始降低。因此適宜的鈉化劑配比在6%～8%。2.2焙燒溫度的確定焙燒溫度影響釩的價態(tài)轉變,也影響礦石中不同物相的生成,這些物相有的有利于五價釩轉化,有的則生成其他熔融體包裹五價釩,降低釩的轉浸率。因此,尋找一組適宜的焙燒溫度是很重要的。焙燒溫度對釩轉浸率的影響見圖3。從圖3可見,溫度對釩的轉浸率影響很大。隨著溫度的不斷升高,釩的轉浸率呈上升趨勢。但溫度升高到一定程度后,釩的轉浸率增長幅度減小。溫度越高對工業(yè)設備要求越高,而且耗能也高。因此以1250～1300℃為適宜的焙燒溫度。2.3焙燒溫度對釩鐵精礦活性的影響根據圖2、3的結果,選擇Na2CO3和Na2SO4分別與釩鐵精礦在焙燒溫度1350℃、焙燒時間120min的條件下進行試驗,結果見表3。從表3可見,Na2CO3比Na2SO4轉浸率高,而且用量少,污染少,有利于環(huán)保。2.4焙燒時間對釩的影響焙燒時間對釩轉浸率的影響見圖4。從圖4可知,隨焙燒時間增長,釩的轉浸率增高。但超過一定時間后,焙燒時間繼續(xù)延長時,轉浸率增加的速度不大。因此合適的焙燒時間為120min。2.5球料粒度試驗在Na2CO3作鈉化劑、焙燒溫度1300℃、Na2CO3用量6%的條件下進行球料粒度試驗,試驗結果見表4。從表4可見,球料直徑大,則釩轉浸率低;球料直徑小,則釩轉浸率高。選擇中等粒度(8～13mm)為適宜的球料直徑。2.6釩的混料均勻度對釩催化劑性能的影響在Na2CO3作鈉化劑、焙燒溫度1300℃、Na2CO3用量6%的條件下進行混料方式試驗,混料方式試驗結果見表5。從表5可見,混料方式對釩轉浸率有很大的影響,混料均勻可以使釩的浸出率在相同焙燒條件下提高7個百分點左右。因為釩的鈉化反應過程是V2O5與鈉化劑相互作用的過程。焙燒結果的好壞與混料的均勻度有關系?；炝暇鶆蚴硅F精礦與鈉化劑接觸良好,從而提高釩浸出率。因此,在造球前,必須將物料充分混勻。2.7焙燒穩(wěn)定試驗根據前述條件試驗確定的各項適宜條件,在焙燒溫度為1300℃、焙燒時間為120min、Na2CO3用量6%、造球粒度在8～13mm的最佳條件下進行了焙燒穩(wěn)定試驗,穩(wěn)定試驗共焙燒了40次計3680g球料。對焙燒結果進行了6次浸出檢查,6次浸出結果波動不大,轉浸率為85.28%～88.90%,平均為86.91%,說明試驗指標的重復性好。3鈉化劑提取釩(1)在釩鐵精礦加入劑的焙燒過程中,鈉化劑Na2CO3比Na2SO4的轉浸率高,而且用量少,