某石煤钒矿矿物学及硫酸浸出钒试验研究

田宗平，陈小罗，曹 健

（湖南省地质测试研究院，湖南 长沙 410007）

1 试验部分

1．1 样品采集

石煤钒矿赋存于下寒武统牛蹄塘组底部，由黑色薄层粉砂质炭质页岩及薄层硅质岩组成，其中粉砂质炭质页岩含V2O5高，硅质岩含V2O5低。根据石煤钒矿成矿规律，对具有代表性的矿点取样，其中对原生矿采用硐探法在矿体上刻槽取样，对混合矿采用在露天矿体上刻槽取样，岩矿鉴定样品依据矿体地质构造分别在硐探矿体不同层位取样。

1．2 样品的制备

样品在实验室风干、筛分、缩分，制备所需试验样品。

2 矿石特征

2．1 矿石的物理性质

矿石的矿物成分主要为黏土矿物，包括水云母、高岭石、炭泥质物，少量黄铁矿、石英等。

根据地质资料，区内石煤呈层状或似层状产出，分5层：含磷结核炭质硅质石煤、炭质硅质石煤、鳞片状或角砾状石煤、纹层状炭质硅质石煤和粉砂质、炭质、硅质石煤。石煤中V2O5质量分数为0．70%，作为石煤钒矿进行勘查与评价。

2．2 岩矿鉴定

矿石的岩矿鉴定结果如图1～4所示。图1为炭质页岩显微照片。

图1 炭质页岩显微照片

炭质页岩的主要成分为硅质，硅质以隐晶质形式存在，有微量呈球粒状，少量重结晶成微晶石英或集合体，质量分数为87%左右；其次为炭质、铁质混生，呈凝块状、条带状、絮状、渲染状，质量分数为6%左右；另有少量泥质，呈隐晶质，混染铁质、炭质，呈黑褐色，质量分数为3%左右。矿石中，方解石呈结晶粒状、团块状、条带状分布，粒度变化大，质量分数为3%左右；水云母呈鳞片状、星散条片状分布，质量分数为1%左右；磷灰石呈柱状、胶状。

图2为硅质岩显微照片。硅质岩的主要成分为硅质，呈隐晶质至微晶粒状，少量重结晶成微晶石英集合体，质量分数为90%左右；其次为炭质、铁质混生，呈条带状、网脉状、絮状弥散分布，质量分数为7%左右；再其次为呈结晶粒状分散分布的方解石，质量分数为2%左右；还有少量（水）白云母，呈鳞片状、细条片状分散分布，质量分数为1%左右；磷灰石呈柱、粒状微量分散分布。后期方解石混合石英微脉穿插于岩石之中。

图2 硅质岩显微照片

图3为炭质页岩与硅质岩互层显微照片。岩石主要成分为石英，呈显微粒状、聚集团块状、条带状显方向性分布，少数呈自形柱、粒状，质量分数为88%左右；次之为炭质、铁质混合条带状，呈方向性分布，质量分数为8%左右；再次之为绢云母，呈显微鳞片状，少许变晶成细条片状白云母，质量分数为4%左右；微量磷灰石，呈柱状、柱粒状，零星分布。

《中国老年人潜在不适当用药目录》判断PIM情况 在795例社区老年患者中，有230例 （28．9%）存在PIM合计275项，其中存在2项以上PIM的患者36例。202例患者 （25．4%）使用了A级优先警示药物共226项，其中高风险强度29项（12．8%）， 低风险强度 197 项 （87．2%）。 44 例患者（5．5%）使用了B级常规警示药物共49项，其中高风险强度 36项 （75．5%），低风险强度 13项（26．5%）。具体情况见表 6和表 7。

图3 炭质页岩与硅质岩互层显微照片

图4为含磷结核炭质页岩显微照片。岩石主要成分为方解石，呈微晶至结晶粒状、不规则粒状、聚集状，质量分数为80%左右；次要成分为绢云母，呈鳞片状、片状均匀分布，质量分数为14%左右；含有少量铁锰质，呈分散浸染状，呈黑色，氧化铁呈凝粒状、草莓状、尘点状分布，质量分数为5%左右；少许石英，为自生，呈半自形粒状、它形粒状，混含于方解石中，质量分数为1%左右。后期方解石脉变晶增大。

2．3 化学成分分析

样品的X-荧光常量元素分析结果见表1，物相分析结果见表2。

表1 样品的主要化学元素X-荧光分析结果 %

表2 样品中钒的物相分析结果（以五氧化二钒计） %

2．4 原矿筛析

对2种矿石进行筛析，筛下物细碎至0．097 mm以下，测定五氧化二钒质量分数。矿石筛析结果见表3。

表3 矿石筛析结果

2．5 X射线衍射分析

采用X射线衍射法对2种矿石测定矿物组成，典型谱图如图5所示。

图5 石煤钒矿X射线衍射测定典型谱图

从图5看出，矿石主要成分为石英、方解石、云母、铁钒氧化物、硫化铁。

这些矿石特征表明：1）矿石中可利用的金属元素含量均较低，在现有技术条件下提取钒时，其他元素综合利用可能性较小；2）石煤钒矿中，钒主要存在于云母和氧化铁、高岭土矿物中；3）矿石中有害成分，如砷、硫、磷等，含量均较低，基本不影响钒的提取。

3 矿石浸出性能

对混合矿和原生矿采用化学选矿法进行硫酸浸出性能研究［2-5］。

3．1 矿石耗酸量

参照文献［2-4］试验条件，按文献［6］方法测定2种溶液中硫酸浓度和ρ（V2O5），再计算浸出液中总的硫酸剩余量，按差减法求得矿石酸耗，试验结果见表4。

表4 矿石耗酸试验结果

从表4看出：矿石耗酸量与矿石类型有关，与硫酸浓度无关，随硫酸浓度增大，酸矿质量比变化不大，较为稳定。耗酸量为硫酸浸出法提取五氧化二钒的评价指标之一。

3．2 硫酸浸出试验

［2-4］，在矿石粉质量500g、硫酸质量浓度为180g／L、液固体积质量比1．5︰1、浸出温度90±5℃、搅拌速度60～70r／min条件下，对2种石煤钒矿浸出5h以上，同时采用抽滤方式趁热进行固液分离。试验结果见表5。可以看出，2种石煤钒矿用硫酸浸出，钒浸出率都较高，表明这2种矿石都适宜采用硫酸浸出法回收钒。

表5 石煤钒矿硫酸浸出试验结果

4 结论

经过对石煤钒矿进行岩矿鉴定、化学成分分析、筛析、X射线衍射分析，确定其中的钒是以铁钒氧化物形式存在于云母和氧化铁、高岭土矿物中；矿石耗酸量较低，有利于用硫酸浸出法提取五氧化二钒，混合矿中碳酸盐矿物含量较低，耗酸量仅为4．51%；矿石不受产出类型影响，试验条件下皆能用硫酸浸出，钒浸出率在78%以上。

参考文献：

［1］DZ／T 0130．13—2006 地质矿产实验室测试质量管理规范 第13部分：矿石加工选冶性能试验［S］．北京：中国标准出版社，2006：133-144．

［2］田宗平，邓圣为，曹健，等．石煤钒矿硫酸直接浸出试验研究［J］．湖南有色金属，2012，28（3）：17-20．

［3］田宗平．用硫酸直接浸出—离子交换—铵盐沉淀法从石煤钒矿中提取钒的试验研究［J］．湿法冶金，2012，31（5）：291-296．

［4］田宗平，曹健，秦毅．石煤钒矿硫酸浸出制备五氧化二钒的试验研究［J］．无机盐工业，2014，46（5），291-296．

［5］陈庆根．无盐焙烧酸法提取五氧化二钒的新工艺研究［J］．矿产综合利用，2010（5）：23-26．

［6］GB／T534—2002 工业硫酸［S］．北京：中国标准出版社，2002：430-431．