釩頁巖超極限螺旋溜槽分選過程優(yōu)化及預(yù)富集工藝研究.pdf

1、釩頁巖是我國一種特有的優(yōu)勢釩資源，從釩頁巖中提取釩是釩資源利用的一條重要途徑。但受釩賦存狀態(tài)的多樣性和品位普遍偏低等因素限制，現(xiàn)有的頁巖提釩工藝存在著提釩工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問題，嚴重制約著頁巖提釩行業(yè)的發(fā)展。釩頁巖選礦預(yù)富集是提高釩品位、降低生產(chǎn)成本的有效方法，因此，對釩頁巖選礦預(yù)富集進行研究具有十分重要的意義。
　　本論文以湖北某地云母型釩頁巖為研究對象，研究了普通螺旋溜槽分選特征、進行了釩頁巖分選過程動力學(xué)分析，建立了顆粒

2、徑向平衡位置模型，并預(yù)測了釩頁巖超極限螺旋溜槽分選結(jié)果，設(shè)計出了適用于釩頁巖的超極限螺旋溜槽，主要研究成果下:
　　(1)化學(xué)成分分析、巖礦鑒定、礦物組成分析和釩賦存狀態(tài)研究表明，釩頁巖原礦中有近5％呈混雜分布的碳質(zhì)物;原礦V2O5含量為0.78％，大約88.1％的釩賦存在白云母和伊利石中，其余部分主要分布在碳質(zhì)物中，屬于高碳低品級云母型釩頁巖;白云母（含伊利石）片晶平均粒徑僅為5.4μm，碳質(zhì)物顆粒粒度基本＜10μm，而脈石礦物

3、的平均粒度則相對較粗。白云母顆粒多以集合體形式呈細脈狀沿石英和長石顆粒邊緣處分布，脈寬一般在2～10μm不等。
　　(2)螺旋溜槽分選過程研究可知，尾礦-30μm粒級V2O5品位為0.66％，原礦-30μm粒級中V2O5在精礦中的分配率僅為56.84％，表明螺旋溜槽對釩頁巖有一定的分選效果，但對于微細粒級的分選效果較差，需要研究開發(fā)更適合釩頁巖礦石性質(zhì)的螺旋溜槽。
　　(3)槽底分選區(qū)顆粒動力學(xué)分析結(jié)果表明，分選粒度相同的顆

4、粒時，顆粒在槽面的徑向分布受密度大小的支配，密度越大的顆粒，其徑向分布函數(shù)rj的值越小，越靠近槽的內(nèi)緣;隨著螺旋溜槽縱向傾角α的減小，drj/dσ值逐步下降。由于drj/dσ＜0，因此，|drj/dσ|隨著α的減小而增大，表明減小縱向傾角α可以提高顆粒徑向分布函數(shù)對密度的敏感度，即提高低密度差顆粒的分選效率，螺旋溜槽縱向傾角α具有一個極限值αo，即limα→α0 v=0，入選物料的密度σ越低，α0的取值可以越小。
　　(4)基于分

5、選微細物料螺旋溜槽的槽面流體流型趨于層流的特點，研究提出了徑向平衡位置模型，釩頁巖超極限螺旋溜槽分選模擬結(jié)果表明，在礦物解離狀態(tài)完全理想化的前提下，可以實現(xiàn)目的礦物白云母、伊利石和碳質(zhì)物與脈石礦物石英、方解石、赤鐵礦、黃鐵礦和磷灰石的分離。然而，現(xiàn)實中的理想解離狀態(tài)并不存在，在釩頁巖選礦中，選擇性地將易磨的白云母（含伊利石）磨碎，提高白云母與脈石礦物之間的粒度差異，對分選有重要的意義。
　　(5)針對釩頁巖礦石密度小、入選粒度細的

6、特點，釩頁巖用超極限螺旋溜槽的設(shè)計直徑為400 mm，距徑比為0.36，低于普通螺旋溜槽距徑比的設(shè)計下限0.4。溜槽斷面曲線公式為Y=kX1/3，k=11～13，螺旋上部取大值，下部取小值。新設(shè)計的超極限螺旋溜槽分選過程中V2O5品位分布范圍較寬，介于0.26％～1.19％之間，優(yōu)于普通螺旋0.55％～0.91％的分布寬度，表現(xiàn)出了較好的分選現(xiàn)象。超極限螺旋溜槽分選時對原礦中各粒級的V2O5均表現(xiàn)出較好地回收效果，粒級越細回收率越高，如

7、-30μm粒級V2O5的回收率高達94.58％。
　　(6)釩頁巖原礦經(jīng)超極限螺旋溜槽重選工藝處理，即一次粗選，粗選中礦再磨再選，再選中礦合并至精礦中的開路流程，可以獲得的選礦指標(biāo)為:精礦產(chǎn)率76.38％、V2O5品位0.96％、回收率91.65％，拋尾率23.62％。在重選流程基礎(chǔ)上，對再選中礦繼續(xù)采用浮選白云母流程，組成超極限螺旋溜槽重-浮聯(lián)合工藝，可獲得的技術(shù)指標(biāo)為:精礦產(chǎn)率70.41％，V2O5品位1.01％、回收率89.

8、40％，拋尾率29.59％。釩頁巖預(yù)處理推薦工藝為超極限螺旋溜槽階段磨礦階段選別工藝，該工藝具有流程結(jié)構(gòu)簡單、拋尾效率較高的優(yōu)點，符合釩頁巖選礦預(yù)處理“簡單、高效、低成本”的原則要求，可降低后續(xù)提釩作業(yè)生產(chǎn)負荷約20％。
　　(7)工藝礦物流程圖研究表明，超極限螺旋溜槽重選工藝在拋尾率為23.62％時可實現(xiàn)石英的去除率33.4％、赤鐵礦的去除率51.4％、磷灰石的去除率47.6％;精礦中白云母（含伊利石）的回收率為91.9％、碳質(zhì)