含钒石煤是我国特有的一种优势含钒资源,分布广泛且蕴藏量极其丰富,从含钒石煤中提取V2O5已经成为我国获得钒资源的一种重要途径,具有十分重要的研究意义。早在20世纪60年代,已有研究者对石煤提钒进行了相关研究,但由于我国含钒石煤的矿石性质复杂、钒品位低、钒赋存状态多样,现有提钒工艺普遍存在着矿石处理量大,钒浸出率低,酸碱等辅助原料消耗大,环境污染严重,生产成本高等问题,制约了石煤提钒行业的发展。针对上述问题,本文拟对湖北某地高钙云母型含钒石煤进行浮选预富集钒的试验研究,使含钒矿物得以富集,降低酸耗物的含量,从而提高湿法提钒原料的钒品位,节约酸耗,降低提钒生产成本。本研究首先对含钒石煤原矿及其焙烧脱碳样进行了系统的工艺矿物学研究,并在此工艺矿物学研究的基础上设计了浮选原则流程,然后通过系统的条件试验确定了浮选预富集钒的工艺流程及其最佳参数。主要研究内容及结果如下:(1)湖北某地含钒石煤属于炭质和钙含量较高的低品级云母型含钒石煤,其V2O5品位为0.71%,CaO的含量为6.26%,碳含量为13.44%,钒主要以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)的类质同象取代形式存在于白云母的晶格中。主要矿物为石英、白云母、方解石和黄铁矿,其次为长石和高岭石。其中,石英主要为细粒的集合体,呈透镜状、细脉状分布;方解石和黄铁矿呈粒状分布,与石英、白云母共生;白云母则为片状或条状,与其他矿物交互共生。石煤原矿经焙烧脱碳后,V2O5的品位由0.71%上升至0.83%,黄铁矿氧化成赤铁矿,含量为11%,方解石部分分解,含量由11%降至9%,同时黄铁矿与方解石在高温下生成少量硬石膏,高岭石转变为偏高岭石。(2)湖北某地含钒石煤,含钒矿物主要为白云母,脉石矿物为石英、方解石和长石等,采用QEMSCAN矿物定量图像分析仪对石煤焙烧脱碳样进行了颗粒平均粒径统计分析,其中白云母的平均粒径为5.41μm,石英、方解石和长石的平均粒径分别为25.55μm、34.94μm和10.25μm,由统计分析结果可知,该含钒石煤中,含钒矿物白云母和脉石矿物的平均粒径差异较大,属不等粒嵌布矿石,宜选用棒磨机进行选择性磨矿。又由含钒云母单体解离度分析结果可知,适宜该含钒石煤的最佳磨矿细度为-0.074mm 70~80%。(3)浮选预富集工艺确定了反浮选去除酸耗矿物,正浮选含钒云母的联合工艺流程。反浮选时,采用了“分散脱泥—反浮选方解石”的分选工艺流程,通过一段浮选可以达到较好的试验结果;正浮选时,由于反浮选去除酸耗矿物时残留药剂的不利影响,确定了“擦洗脱药—正浮选含钒云母”的分选工艺流程,擦洗脱药中的伴生矿泥作为钒精矿产品,通过“一粗一扫”的阶段流程浮选含钒云母,从而得到了矿泥、钙精矿、钒精矿和尾矿产品,其中钙精矿和尾矿合并作为最终尾矿,矿泥和钒精矿合并作为最终精矿。最终可以获得产率为53.82%,V2O5品位为1.14%,回收率为73.66%的钒精矿。