含钒多金属石煤矿中有价金属矿物综合回收工艺

摘要

我国石煤中伴生的有价金属储量非常丰富，若能对其中的有价金属进行综合利用将会带来巨大的经济效益。但目前对于石煤中的伴生有价金属元素回收的研究相对较少，且大多局限于火法冶炼及高压碱浸两种回收工艺，而这两种工艺都因存在环境污染以及对设备要求较苛刻而基本没有实现工业化。近年来，全湿法酸浸工艺在石煤提钒中广泛应用，这也为石煤中有价金属的综合利用提供了新的途径。本文针对陕西略阳某含钒多金属石煤矿，采用混合浮选—浸出—还原—溶剂萃取—硫化沉淀的选冶联合工艺对石煤中钒、铜、镍的综合回收进行了研究，还对从石煤酸浸液中溶剂萃取钒的传统工艺进行了改进，同时研究了双氧水对负载有机相进行氧化反萃的效果。
　　混合浮选试验表明，浮选的最优试验条件为：磨矿细度为-0.074 mm占85.8％，丁黄药用量400 g/t，丁铵黑药用量600 g/t，水玻璃用量1000 g/t，硫化钠用量800 g/t，浮选时间30 min，矿浆浓度30%；在此最优条件下得到精矿产率为67.2%，钒、铜、镍的回收率分别为70.1%、89.9%、89.4%，铁、钙的回收率分别为71.6%、14.5%。
　　浸出试验表明，浸出过程的最优条件是硫酸用量、氯酸钠用量和助浸剂用量分别为矿石质量的40%、3.0%、3.0%，浸出时间8 h，浸出液固比为2 mL/g；在此试验条件下，钒、铜、镍的浸出率分别能够达到82.1%、98.2%、95.5%。
　　铜的回收试验表明，置换回收铜的最优条件为nFe/nCu=2.0、搅拌速度600 rpm、还原时间50 min；在此试验条件下铜的置换率可达到98.5%。
　　钒的回收试验表明，萃取试验的最优参数为：萃取O/A比1:2，萃取时间5 min，室温（25℃），在此试验条件下获得钒的单级萃取率为67.3%，连续进行3级逆流萃取，钒的累积萃取率可达到97.5%；双氧水反萃最优参数为：nH2O2/nV2O5=5:1，反萃 O/A比10:1，反萃时间40 s，室温(25℃)，逆流反萃级数为3级，在此条件下钒的累积反萃率达到97.2%。
　　镍的回收试验表明，最优的硫化沉镍参数：nNa2S/nNi2+=2.0，反应时间30 min；在此条件下沉镍率达到95.4%。
　　本工艺取得了较好的试验结果，为石煤中伴生元素的综合回收提供了一种新方法。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 引言

1.1 储量及分布

1.2 钒资源的加工利用

1.3 铜资源的加工利用

1.4 镍资源的加工利用

1.5 石煤中钒铜镍的综合利用现状

1.6 研究意义及内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验材料

2.2 分析方法

第3章 混合浮选

3.1 磨矿细度的影响

3.2 浮选时间的影响

3.3 硫化钠用量的影响

3.4 丁黄药用量的影响

3.5 丁铵黑药用量的影响

3.6 水玻璃用量的影响

3.7 矿浆浓度的影响

3.8 本章小结

第4章 精矿浸出试验

4.1 浸出动力学探讨

4.2 酸浸条件试验

4.3 本章小结

第5章 铜的回收

5.1 浸出液预处理

5.2 置换回收铜的研究

5.3 本章小结

第6章 钒的回收

6.1 溶剂萃取原理

6.2 萃取试验研究

6.3 反萃取试验研究

6.4 本章小结

第7章 镍的回收

7.1 硫化钠用量对沉镍率的影响

7.2 硫化时间对沉镍率的影响

7.3 本章小结

第8章 结论与建议

8.1 结论

8.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的科研成果