[发明专利]一种下行流石煤预富集钒的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于石煤提钒技术领域，涉及一种下行流石煤预富集钒的方法及装置。

背景技术

石煤是我国特有的一种矿产资源，属低品位含钒矿石。石煤中钒主要以多价形式存在，因与铝离子半径接近，往往以类质同相形式存在与云母类矿石的硅氧四面体及铝氧八面体中。石煤提钒的关键在于用高温或强酸将矿物晶格破坏，使得赋存于其中的多价钒离子游离出来，进而被氧化成四价及五价钒离子，与金属氧化物结合生成各类钒酸盐，从而能通过浸出被提取出来。

碳质在石煤焙烧中会消耗氧气，阻碍低价钒的氧化，改变焙烧温度，从而影响焙烧效果。在浸出时则会阻碍浸出剂向矿物内部的扩散。同时，石煤中的碳质某种程度上会吸附浸出的钒离子，使浸出率降低。因此提钒前对石煤进行脱碳是必要的。另外，石煤中含有的硫和砷元素在焙烧过程中易以氧化物形式挥发到烟气中，污染空气，需通过预富集方式加以脱除。

目前石煤普遍通过浮选或马弗炉焙烧的方法进行预富集。浮选法预富集效果较好，但主要用于脱碳，且可能将部分含钒矿石浮选出来，使得矿石钒品位降低，同时过程中会消耗水和浮选药剂，成本较高；用马弗炉对矿石进行焙烧方法简便，但往往需要较长时间的焙烧才能达到较好的预富集钒的目的。采用流化床对矿石进行焙烧效果较好。

发明内容

本发明提供了一种下行流石煤预富集钒的方法及装置，通过循环焙烧使矿石中的碳质和砷硫充分脱除，挥发到烟气中使之便于处理，物料在较低气流流速下输送且被分级选矿，实现石煤矿石中钒的预富集，为后续提钒过程提供便利。

本发明的具体实施方案包括如下步骤：将空气自鼓风管内鼓入预富集装置，再将石煤物料磨矿后从进料管加入流化床中使物料保持流态化状态焙烧，脱除其中的碳质、硫和砷，之后物料在气流带动下进入烟气管中，并依次通过多级旋风分离器完成分级选矿。较粗粒级的物料自沉砂口排出进入返料管并返回流化床中循环焙烧，较细粒级的物料自溢流口随气流流出，进入下一级分离器中。通过多级旋风分离器后，气流通过布袋集尘器，其中的微细颗粒经过预富集，碳质及砷硫脱除完全，从而被集尘器收集并由出料口排出。烟气接入烟气处理装置进行处理，避免了烟尘的直接排放。

所述石煤预富集装置包括流化床1，粗粒级旋风分离器2，中粒级旋风分离器3，细粒级旋风分离器4，抽风机5，布袋集尘器6，进料管,7，鼓风管8，烟气管道9，排气管10。流化床物料入口连接进料管，气流入口连接鼓风管，出口连接烟气管道，烟气管道向下延伸与粗粒级，中粒级和细粒级旋风分离器相连，粗粒级旋风分离器溢流口与中粒级旋风分离器进料口相连，中粒级旋风分离器溢流口与细粒级旋风分离器进料口相连，多级旋风分离器沉砂口均连接返料管，并连至进料管，细粒级旋风分离器溢流口通过烟气管道与布袋集尘器进气口相连，布袋集尘器出风口连接抽风机，抽风机与排气管相连，排气管后接烟气处理装置。

所述石煤预富集装置气流流向与物料流向均为下行流，使物料在较低气流流速下实现输送与分级选矿。

所述装置中流化床可为单层或多层流化床，流化床温度控制在400℃‐700℃范围内。

所述装置中石煤物料进料粒径区间为0.15mm‐0.019mm。气流流速依据物料粒度分布情况计算确定。

所述装置中的旋风分离器可根据需要进行更换，以适应不同石煤的粒度分布情况。

所述装置中旋风分离器级数可在2‐5级间改变。其中粗粒级旋风分离器0‐1级，中粒级旋风分离器1‐2级，细粒级旋风分离器1‐2级。根据粒径大小，脱除难易程度要求设置级数。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

下行流装置同步实现输送与分级选矿，装置结构简单，适应性强，采用循环焙烧方法使矿石中的碳质和砷硫充分脱除，到烟气中使之便于处理，下行流布置耗能较低，且不易产生粉尘，钒的预富集效果较好，为后续流程石煤矿石中钒的提取提供了便利。

附图说明

图1为本发明所述装置示意图。

具体实施方式

实施例1

湖北某石煤矿石的主要成分如下(％)：