陜西商洛黏土型釩礦焙燒提釩工藝研究

汪忠良

（陜西華源礦業有限責任公司，陜西 商洛 726300）

釩是一種重要的戰略物質。近年來，由于國內外釩產品的開發，釩應用領域的擴大及經濟發展的需要，加大了釩的需求，使釩價不斷攀升，引發了全國各地建廠提釩的興趣。但由于受制于當前提釩技術的種種弊端，如提釩原料差異很大、工藝流程過長、釩回收率低、成本偏高、環境不友好等，釩企業的利潤受到影響，釩企業的生存受到威脅，更重要的是造成釩資源的浪費。因此根據原料特點，開發高效環保、經濟可行的提釩新技術、新工藝日益受到重視。本研究主要針對陜西商洛黏土型釩礦進行環保高效的焙燒提釩工藝進行研究[1-3]。

1 商洛黏土型釩礦空白焙燒試驗

為探索商洛黏土型釩礦采用空白焙燒提釩工藝的可行性，本次研究主要針對焙燒溫度進行條件試驗，經過幾個批次的焙燒試驗，得到了商洛黏土型釩礦空白焙燒的最佳工藝參數，確定了最佳工藝流程。

1.1 試驗方案

原礦經粗碎后進行細碎，使得-1mm 篩下物達到60.0%，再經細磨使得-200 目占60% ～80%后進行制球，球直徑為40mm ～50mm，表面粗糙，濕度適中，制好球后經預熱使球內水分揮發完畢后進行多段焙燒，一段焙燒溫度控制在650℃～700℃，二段三段溫度控制在820℃～920℃，焙燒后熟料經細碎后進行浸出，化驗分析測浸出液含釩及浸出渣含釩，得到焙燒轉化率和浸出率。

1.2 試驗結果分析

1.2.1 1#原礦焙燒試驗

1#原料原礦品位為0.88%，將原礦混合均勻后進行縮分烘干，磨至-200 目占67.17%后制球送焙燒。一段采用650℃～700℃溫度條件焙燒1h ～2h，二段采用840℃～860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

表1 1#原礦二段焙燒試驗結果

從結果可以看出，焙燒溫度和時間的增加有助于提高浸出率，一段二段溫度的提高均有助于浸出率的提升，當一段溫度700℃，二段溫度860℃時，浸出率可達到79.57%。

在二段焙燒的基礎上，對本批次礦樣進行了三段焙燒試驗，一段采用650℃溫度條件焙燒1h，二段采用800℃溫度條件焙燒5h，三段采用920℃～860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

表2 1#原礦三段焙燒試驗結果

從三段焙燒結果可以看出，當三段溫度達到900℃以上后，出現燒結現象，造成大量釩被包裹，浸出渣品位偏高，浸出率降低，故在焙燒過程中焙燒最高溫度應控制在900℃以下。

1.2.2 2#原礦焙燒試驗

2#原料原礦品位為0.88%，將原礦混合均勻后進行縮分烘干，磨至-200 目占55.67%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用840℃～880℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

從本批次焙燒試驗結果可以看出，隨溫度上升在840℃和860℃時浸出率為75.0%，浸出率基本維持不變，當880℃時出現燒結現象，釩被包裹無法浸出，導致浸出尾渣品位偏高達到0.52%，浸出率明顯大幅度降低至40.91%。

1.2.3 3#原礦焙燒試驗

（1）原礦焙燒試驗。3#原料原礦品位為1.04%，將原礦混合均勻后進行縮分烘干，磨至-200 目占85.26%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用820℃、840℃、860℃、880℃四個溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

表4 3#原礦焙燒試驗結果

從3#原礦焙燒結果可以看出，當原礦磨至-200 目占85.26%后，相對其他批次粗磨樣品，細磨樣品浸出率大幅度，隨著二段焙燒溫度的提高浸出率不斷增加，當采用一段700℃，二段820℃時浸出率達到87.04%，而采用一段700℃，二段880℃時，浸出率達到95.37%。

（2）原礦-20 目篩下物焙燒試驗。將3#原礦混勻后進行水篩得到-20 目篩下物，篩下物料品位為1.3%，球磨至-200 目占58.53%，制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

表5 3#原礦-20 目篩下物焙燒試驗結果

此批次原礦的-20 目篩下物在860℃時浸出率比較穩定，浸出率基本保持在80.0%左右。

1.2.4 混合樣焙燒試驗

將三種原礦按照1：1：1 比例混合均勻后，磨至-200 目占76.29%后制球送焙燒。一段采用700℃溫度條件焙燒2h，二段采用860℃溫度條件焙燒20h，焙燒后熟料細碎后采用4%的硫酸（按熟料質量計），液固比2：1，常溫攪拌1h 條件浸出，浸出液及浸出渣分析化驗，結果如下表所示。

表6 混合樣焙燒試驗結果

此批次混合樣在860℃時浸出率比較穩定，浸出率基本保持在80.0%左右。

2 試驗總結

根據此次的試驗條件及試驗結果，空白焙燒提釩工藝的基本條件為：一段焙燒溫度700℃，時間2h，二段焙燒溫度820℃～880℃，硫酸用量4.0%，液固比2：1，浸出時間1h，常溫浸出，此條件的的浸出率基本保證在80.0%以上。