湖北某含钒石煤在棒磨机中的选择性磨矿研究

摘要：研究了湖北某含钒石煤选择性磨矿，确定了最佳磨矿条件。结果表明，Vz0s在细粒级和0．074～0．15 mm粒级内得到富集，在+O．15mm粒级中品位最高达 1．34 ，实现了磨矿分级富集 Vz0s。
关键词：石煤；选冶；棒磨机；磨矿

石煤是我国特有的一种钒矿资源，钒在石煤 中的总量约占国内钒储量的87 lI]。国内从石 煤中提取五氧化二钒时多采用湿法冶金工艺，矿 石不经选矿而直接冶炼，这使钒提取率相对较低， 生产成本较高_2]，因此，选冶联合工艺目前已成为 研究热点。
湖北某含钒石煤中，钒以类质同象形式赋存 于云母晶格中，少部分以吸附状态存在。脉石矿 物主要为石英、黄铁矿和方解石等，其中石英为细 粒集合体，呈透镜状、细脉状分布，硬度较大；黄铁 矿硬度为 6～6．5，呈自形一半自形粒状，性脆易 磨；方解石呈不规则粒状，硬度为3，较易磨细。有 用矿物含钒云母主要为白云母，呈片状或条状，硬 度为2～3，具弹性，可弯曲，有耐磨性_3]。因此，利 用含钒云母与其他脉石矿物问的硬度和形状上的 差异，采用磨矿手段，可以实现含钒云母与脉石矿 物的选择性分离[4]。由于有用矿物含钒云母主要 为片状或条状，而采用棒磨机磨矿时可以得到很好 保护，因此，研究了采用棒磨机进行选择性磨矿。

2 试验结果与讨论
试验采用XMB一70三辊四筒棒磨机，其有效 容积为1L。试验主要考察填充率、棒的质量配 比、矿浆浓度、磨矿时间对选择性磨矿的影响。对 每次磨矿产品进行湿筛、分析并比较各粒级中五 氧化二钒的品位和分布率，确定最佳选择性磨矿 条件。
2．1 填充率对选择性磨矿的影响
称取 3份各 200g矿样，棒的质量配比 m(16)：m(14)：m(12)一1：1：1，磨矿时间 6min，给矿浓度5o％，填充率对选择性磨矿的影 响试验结果见表 4。可以看出：V05主要在 +0．74mm和一0．038mm粒级内富集，且在填 充率为36．9 时，品位及分布率相对较高。这部 分产品可直接送湿法提钒，而中间粒级产品则需 进一步分选富集、抛除部分尾矿[5]。
当填充率较小时，矿物与棒的接触不充分，受 到的研磨时间和磨剥时间较短；而当填充率较大 时，棒在简体内的运动空间减小，不能很好地做离 心运动，可能还没运行到最高点就落下来，对矿物 的冲击力不足 ]。从表4看出，棒磨机磨矿过程 中，最佳填充率为36．9 。
对填充率为47．6 和36．9 条件下的磨碎 产品中的+0．15mm和一0．038mm粒级进行电子探针分析，结果表明：填充率为 47．6 时， +0．15mm粒级产品中的云母类矿物与脉石矿物 石英、铁矿物依旧紧密相连；而填充率为36．9％时， +0．15mm粒级产品中的云母类矿物基本达到单 体解离。这进一步证实了最佳填充率为36．9 。

电子探针分析结果也表明：+0．15mitt粒级中 基本不含钙矿物，铁矿物也极少；--0．038mm粒级 中，钙、铁矿物含量明显增多；云母类矿物多以片状 形式存在，石英呈不规则的细粒或脉状分布。
钒在云母类矿物中的分布不均匀：粗粒级中 含钒量较高，为 3．04％～4．29 或较低，为 0．53 ～0．71 ；细粒级中，钒含量随颗粒大小而 分布不均，其中大颗粒中钒含量较高，为2．O5 ～ 4．51 ，小颗粒中钒含量较低，为 0．63 ～ 0．93％。说明含钒量高的云母类矿物其耐磨性较 好，不易被磨细，在粗粒级中富集；含钒量低的云 母类矿物则较易被磨细，而在细粒级富集：因此， 采用棒磨机对含钒石煤进行选择性磨矿，可以实 现V。O 的分类富集。

2．2 棒的质量配比对选择性磨矿的影响
填充率为36．9 ，磨矿时间为6min，给矿浓 度为5O ，棒的质量配比对选择性磨矿的影响试 验结果见表5。

由表5看出，不同棒的质量配比条件下，粒级 间V。0 品位差(Vo 的最高品位与最低品位之 差)是不同的。这说明，棒的质量配比影响矿物的 选择性磨碎。棒形破碎为线接触[7]，棒的直径越 大，在运动过程中产生的冲击作用越大，对矿物的 粉碎效果越明显，但棒与棒之间存在的缝隙亦越 大，对矿物的研磨作用减弱，矿物不能被充分磨细。 棒的质量配比 (16)： (14)： (12)一2： 1：1条件下，粒级间V2O5品位差最大，因此，确定
(16)： (14)： (12)以2：1：1为最佳。