四川广元石煤提钒工艺矿物学特征及含钒矿物分析

吴强^1,2，彭同江²，孙红娟^1,2，张冬^1,2

1. 西南科技大学固体废物处理与资源化省部共建教育部重点实验室2. 西南科技大学矿物材料及应用研究所

摘 要：从含钒石煤矿中提取V₂O₅是工业提钒的重要途径,但由于不同矿区石煤的组成复杂,钒的赋存状态不同,采用的提钒工艺也有差异。本文对四川广元石煤样品的化学成分、物相组成、显微形貌、微区组分、钒的价态以及钒的赋存状态进行了研究。结果表明,各样品的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和K₂O,其次是MgO、CaO、TiO₂、V₂O₅、MnO等,样品WDS-3的w（V₂O₅）为0.82%。主要矿物有白云母、石英和针铁矿,其次是锐钛矿、钙沸石和蒙脱石等。V与Al、Si和K元素呈正相关,与Fe、Mg元素呈负相关,钒主要以V（Ⅲ）为主,占61%,其次为V（Ⅳ）占39%,没有检测出五价钒V（Ⅴ）的存在。分步提取钒的6种赋存状态中,硅酸盐矿物结合态与有机结合态是钒在样品中最主要的结合状态,其次是以吸附态、方解石-碳酸盐态、铁氧化物和其他矿物结合态存在。综合分析认为,该石煤样品中钒主要以V³⁺和V⁴⁺存在于白云母晶格的铝氧八面体中。建议先将中下2层矿进行恰当配比混合,通过浮选预富集白云母矿物,得到的精矿进行活化焙烧-浸出工艺得到含钒溶液,然后分步沉淀铝和铁杂质,除杂后的钒液采用化学沉淀法、离子交换法和萃取法等方法富集钒,富钒液进行沉淀、焙烧得到V₂O₅样品。

关键词：石煤;工艺矿物学;钒;赋存状态;