本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及選礦、固液分離工藝，具體涉及一種鈣法提釩尾渣的回收利用方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)目前的釩渣提釩主要有鈉法和鈣法兩種，相比而言，鈣法提釩具有成本低、污染小的優(yōu)點。鈣法提釩尾渣是釩渣經(jīng)鈣法提釩工藝后所得的固體廢渣，含約30％的鐵，還含有鈣、鈦、硅等元素，具有一定利用價值，但硫含量高抑制了其返廠利用。而釩、鉻等重金屬超標(biāo)使其排放時需特殊方式處理，不僅增加成本，還造成資源浪費。因此，尋找經(jīng)濟可行的方法對鈣法提釩尾渣加以利用對企業(yè)發(fā)展尤為重要。
胡鵬等(胡鵬,饒家庭,謝洪恩,等.燒結(jié)配加鈣法提釩尾渣試驗研究[J].燒結(jié)球團,2015,40(4):44-50.)通過向燒結(jié)配料中配加鈣法提釩尾渣，可實現(xiàn)其大規(guī)?；厥绽茫珶Y(jié)礦強度有所降低，燒結(jié)煙氣硫含量急劇升高，必將增加脫硫成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對鈣法提釩尾渣硫含量高、難以大量返燒結(jié)應(yīng)用的問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種鈣法提釩尾渣的回收利用方法。本發(fā)明方法通過添加藥劑進行浮選，使石膏和富鐵料分離，實現(xiàn)鈣法提釩尾渣的綜合利用。
本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案為提供一種鈣法提釩尾渣的回收利用方法，包括以下步驟：
a、配料：提釩尾渣加水調(diào)成礦漿；
b、浮選：向步驟a的礦漿中加入捕收劑，通入氣體浮選至液面無泡沫，分別過濾泡沫和礦漿，泡沫過濾后得到石膏，礦漿過濾后得到富鐵料。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，提釩尾渣為釩渣經(jīng)鈣化焙燒-硫酸提釩后所得尾渣；優(yōu)選的，提釩尾渣的主要成分為：TFe 15～30％，SO3 7～20％，CaO 6～16％，TiO2 8～12％，SiO2 7～15％。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟a中所述提釩尾渣與水的重量比為1﹕2～20。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、水楊酸鈉、水楊羥肟酸或十二烷基磷酸鈉中的至少一種。
優(yōu)選的，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑為十二烷基苯磺酸鈉或油酸鈉。
更優(yōu)選的，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑的添加量以提釩尾渣干礦計為：0.3～3kg/t。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中在加入捕收劑后加入起泡劑，所述起泡劑為松醇油、樟腦油、桉葉油、松針油、甲基戊醇或丁醚油中的至少一種；優(yōu)選的，起泡劑加入量以提釩尾渣干礦計為：0.2～2kg/t。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中在加入捕收劑前加入分散劑、活化劑、抑制劑、pH調(diào)整劑中的至少一種。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，所述分散劑為乙醇、水玻璃、纖維素、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉、石蠟、甘油或聚丙烯中的至少一種；所述活化劑為硫酸、亞硫酸、硫化鈉、硫酸銅、草酸、石灰、二氧化硫、硝酸鉛、碳酸鈉、氫氧化鈉、鉛鹽或鋇鹽中的至少一種；所述抑制劑為硫化鈉、硫酸鋅、氰化鈉、重鉻酸鉀、水玻璃、石灰、黃血鹽、單寧、淀粉、糊精或羧甲基纖維中的至少一種；所述pH調(diào)整劑為硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、石灰或蘇打中的一種或幾種。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，所述分散劑、活化劑、抑制劑的加入量以提釩尾渣干礦計為：0.1～2kg/t，pH調(diào)整劑加入量為以調(diào)整pH值的范圍4～10為準(zhǔn)。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述氣體為空氣或氮氣。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述過濾所得濾液經(jīng)處理后返回步驟a循環(huán)使用。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所得石膏用作建筑材料或進一步富集制取優(yōu)質(zhì)石膏，富鐵料返燒結(jié)使用；進一步的，硫含量達(dá)到要求時富鐵料直接用作煉鋼造渣劑。
本發(fā)明的有益效果為：鈣法提釩尾渣中硫主要以石膏形式存在，而鐵則主要以氧化物形式存在，石膏與氧化鐵均具有一定的可浮性，可通過使用適宜的捕收劑并添加相應(yīng)的活化劑、抑制劑等以實現(xiàn)石膏和氧化鐵的分離。本發(fā)明中,提釩尾渣不經(jīng)過磨礦和干燥，直接進入浮選配料工序,操作簡單便捷,節(jié)約生產(chǎn)成本；提釩尾渣經(jīng)過本發(fā)明技術(shù)方案處理后，可大幅降低硫含量，并使鐵得到富集，降低了其返燒結(jié)使用的成本，所得副產(chǎn)物石膏可作為建筑材料大量消耗，從而實現(xiàn)鈣法提釩尾渣的高效利用。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種鈣法提釩尾渣的回收利用方法，包括以下步驟：
a、配料：提釩尾渣加水調(diào)成礦漿；
b、浮選：向步驟a的礦漿中加入捕收劑，通入氣體浮選至液面無泡沫，分別過濾泡沫和礦漿，泡沫過濾后得到石膏，礦漿過濾后得到富鐵料。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，提釩尾渣為釩渣經(jīng)鈣化焙燒-硫酸提釩后所得尾渣；優(yōu)選的，提釩尾渣的主要成分為：TFe 15～30％，SO3 7～20％，CaO 6～16％，TiO2 8～12％，SiO2 7～15％。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，適宜的水量保證礦物間充分分散，水量小分散不充分，分選效果差；水量大則使捕收劑濃度降低，需增加捕收劑用量而增加藥劑成本。因此，本發(fā)明步驟a中所述提釩尾渣與水的重量比為1﹕2～20。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、水楊酸鈉、水楊羥肟酸或十二烷基磷酸鈉中的至少一種；優(yōu)選的，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑為十二烷基苯磺酸鈉或油酸鈉；更優(yōu)選的，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述捕收劑的添加量以提釩尾渣干礦計為：0.3～3kg/t。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中在加入捕收劑后加入起泡劑，所述起泡劑為松醇油、樟腦油、桉葉油、松針油、甲基戊醇或丁醚油中的至少一種；優(yōu)選的，起泡劑加入量以提釩尾渣干礦計為：0.2～2kg/t。
捕收劑的捕收作用官能團通過吸附或化學(xué)反應(yīng)優(yōu)先與石膏結(jié)合，起泡劑在鼓入氣體的作用下形成泡沫，并與捕收劑的親油基結(jié)合(優(yōu)選的，油酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等自身具有氣泡作用的捕收劑時，由于其自身具有氣泡作用，可不添加起泡劑)，從而使石膏與捕收劑、起泡劑一起以泡沫的形式上浮至水面，通過物理刮泡實現(xiàn)分離。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中在加入捕收劑前加入分散劑、活化劑、抑制劑、pH調(diào)整劑中的至少一種。
加入分散劑可使提釩尾渣中各物相更佳地彼此分離，優(yōu)化浮選效果；活化劑、抑制劑可通過吸附或反應(yīng)的方式改善或抑制礦物的可浮性；pH調(diào)整劑則用于調(diào)節(jié)礦漿pH，pH值4～10可使捕收劑起到最優(yōu)作用。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，所述分散劑為乙醇、水玻璃、纖維素、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉、石蠟、甘油或聚丙烯中的至少一種；所述活化劑為硫酸、亞硫酸、硫化鈉、硫酸銅、草酸、石灰、二氧化硫、硝酸鉛、碳酸鈉、氫氧化鈉、鉛鹽或鋇鹽中的至少一種；所述抑制劑為硫化鈉、硫酸鋅、氰化鈉、重鉻酸鉀、水玻璃、石灰、黃血鹽、單寧、淀粉、糊精或羧甲基纖維中的至少一種；所述pH調(diào)整劑為硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、石灰或蘇打中的一種或幾種。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，所述分散劑、活化劑、抑制劑的加入量以提釩尾渣干礦計為：0.10～2kg/t，pH調(diào)整劑加入量為以調(diào)整pH值的范圍4～10為準(zhǔn)。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，通入氣體才可使起泡劑發(fā)揮作用形成泡沫，從而使精礦隨泡沫浮出，達(dá)到分離目的。因此，本發(fā)明步驟b中通入空氣或氮氣。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所述過濾所得濾液因殘留浮選藥劑，處理后返回步驟a循環(huán)使用。
其中，上述提釩尾渣的利用方法中，步驟b中所得石膏用作建筑材料或進一步富集制取優(yōu)質(zhì)石膏，富鐵料返燒結(jié)使用；進一步的，硫含量達(dá)到要求時富鐵料直接用作煉鋼造渣劑。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的解釋說明，但不將保護范圍限定在實施例的范圍內(nèi)。
實施例中所用鈣法提釩尾渣主要化學(xué)成分如表1所示。其釩含量高于2％，具有較高利用價值，同時還含鐵、鈦等可利用成分。然而硫含量偏高抑制了其大規(guī)模返廠利用。實施例中的各藥劑均為普通市售產(chǎn)品。
表1鈣法提釩尾渣主要成分
實施例1 用本發(fā)明技術(shù)方案回收鈣法提釩尾渣
一種鈣法提釩尾渣的利用方法，具體步驟是：
稱取上述鈣法提釩尾渣50g置于XFD-1.5型單槽式浮選槽中，加入1L水，攪拌均勻；加入10ml酒精，以0.5m3/h的速率通入空氣攪拌2min，加入0.1g油酸鈉，繼續(xù)攪拌3min，浮選至泡沫不再增加，分別對得到的泡沫和礦漿過濾、干燥，得到石膏和富鐵料。所得石膏產(chǎn)率11.6％，石膏含硫13.8％，硫收率72％；富鐵料含硫0.7％，含鐵34.4％，鐵收率大于90％。
實施例2 用本發(fā)明技術(shù)方案回收鈣法提釩尾渣
一種鈣法提釩尾渣的利用方法，具體步驟是：
稱取上述鈣法提釩尾渣100g置于XFD-1.5型單槽式浮選槽中，加入1L水，攪拌均勻；加入5ml水玻璃，以5m3/h的速率通入空氣攪拌1～5min，加入0.1g十二烷基硫酸鈉，繼續(xù)攪拌5min，浮選至泡沫不再增加，分別對得到的精礦泡沫和尾礦礦漿過濾、干燥，得到石膏和富鐵料。所得石膏產(chǎn)率15.6％，石膏含硫12.7％，硫收率69％；富鐵料含硫1.0％，含鐵31.1％，鐵收率大于88％。
實施例3 用本發(fā)明技術(shù)方案回收鈣法提釩尾渣
一種鈣法提釩尾渣的利用方法，具體步驟是：
稱取上述鈣法提釩尾渣100g置于XFD-1.5型單槽式浮選槽中，加入1L水，以2m3/h的速率通入空氣攪拌2min，用硫酸、氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至9.0；加入0.1g十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)攪拌2min，浮選至泡沫不再增加，分別對得到的精礦泡沫和尾礦礦漿過濾、干燥，得到石膏和富鐵料。所得石膏產(chǎn)率22.6％，石膏含硫16.4％，硫收率93.9％；富鐵料含硫0.3％，含鐵34.1％，鐵收率93.8％。
實施例4 用本發(fā)明技術(shù)方案回收鈣法提釩尾渣
一種鈣法提釩尾渣的利用方法，具體步驟是：
稱取上述鈣法提釩尾渣200g置于XFD-1.5型單槽式浮選槽中，加入1L水，攪拌均勻，加入0.05g硫酸銅，以4m3/h的速率通入空氣攪拌5min，用硫酸、氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至6.0；加入0.2g十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)攪拌1min，浮選至泡沫不再增加，分別對得到的精礦泡沫和尾礦礦漿過濾、干燥，得到石膏和富鐵料。所得石膏產(chǎn)率30.4％，石膏含硫14.5％，硫收率99.1％；富鐵料含硫0.06％，含鐵34.3％，鐵收率87.6％。
對比例5 用其他方法回收鈣法提釩尾渣
采用實驗室重選設(shè)備-搖床對提釩尾渣進行分選，在傾角5～15°，給水量20L/min，給礦速率50g/min時，所得重礦物產(chǎn)率22％，重礦物硫含量4％，輕礦物產(chǎn)率78％，輕礦物含硫5～7％，分離效果差。
由實施例和對比例可以看出，用本發(fā)明技術(shù)方案回收利用鈣法提釩尾渣，能有效分離提釩尾渣中的硫和鐵，使硫富集于石膏中，硫的回收率大幅提高；富鐵料主要含鐵，鐵收率提高，且富鐵料中的含硫量基本降為1％以下，可直接返礦燒結(jié)。相比實施例1和實施例2只加入捕收劑和分散劑，實施例3和實施例4又添加了PH調(diào)節(jié)劑和活化劑，這些藥劑間的相互配合，優(yōu)化了脫硫效果和鐵富集效果，硫收率達(dá)到了99％以上，富鐵料中硫含量降到了0.06％，并且鐵收率也達(dá)到了87％以上，分離回收效果好。
本發(fā)明的實施方式是在將鈣法提釩尾渣按一定液固比配成礦漿，添加適宜的分散劑、調(diào)整劑等作為浮選原料，置于浮選設(shè)備中并添加捕收劑、起泡劑進行泡沫浮選，刮泡進行分離，得到泡沫狀石膏和剩余的礦漿，分別進行固液分離、干燥得到石膏和富鐵料。所得石膏有效成分可達(dá)70％以上，可用作建筑材料，還可進一步浮選富集；所得富鐵料鐵品位提高至30％以上，硫含量可降低至1％以下，可大規(guī)模用于鐵礦燒結(jié)而不增加脫硫成本，優(yōu)化條件可使硫含量降低至0.06％，可作為煉鋼造渣劑使用，大幅增加了其經(jīng)濟價值。