钼精矿沸腾焙烧铜、铁行为研究

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●目前已知的钼矿物约有20余种,其中具有工业价值的只有4种,即辉钼矿、钼酸钙矿、钼酸铁矿和钼酸铅矿。

其中辉钼矿的工业价值高,分布广,约有99%的钼呈辉钼矿状态存在,占世界开采量的90%以上。

辉钼矿处理主要采用焙烧-预处理-氨浸-结
晶工艺制备钼酸铵,焙烧工艺按照使用设备的不同可分为多膛炉法、回转窑法、反射炉法、闪速熔炼法和沸腾炉法等。

沸腾炉焙烧工艺因其焙烧强度大、床能力较高、二氧化硫浓度可制酸等优点成为关注的重点。

本研究以高铜、铁辉钼矿为对象,旨在揭示铜、铁等杂质元素在辉钼矿沸腾焙烧过程中的行为机理,确定高铜、铁辉钼矿沸腾焙烧的可行性。

1试验1.1
试验设备及方法
钼精矿沸腾焙烧焙烧炉为鲁奇型,直径250
mm ,采用电阻丝外加热,整个焙烧系统主要由炉
体、给料系统、送风系统、加热系统、收尘系统及尾
气吸收系统组成。

试验物料通过螺旋给料机送入炉内;压缩空气从炉底送入,经气体分布器进入炉内,空气以一定的流速自下而上地吹过料层。

料层在空气的搅动下,物料颗粒互相分离,并上下翻腾,在一定的高度范围内处于悬浮状态,物料与气体充分接触,焙烧过程气固间热交换速度快,反应十分激烈,并且料层温度均匀。

通过控制焙烧温度、进料量和操作气速等措施,可实现不同目的的焙烧作业。

1.2
试验原料
试验采用国内某厂提供的高铜、铁辉钼精矿。

试验原料的化学成分分析见表1。

表1钼精矿化学成分分析结果
元素含量元素含量Mo 32.35SiO 2
3.87
S 35.4CaO 0.77Cu 7.1Al 2O 3 2.4Re 0.0009
MgO 0.22Fe
10.59
%
钼精矿沸腾焙烧铜、铁行为研究
李相良,李
贺,郑朝振,王玉芳,张邦胜
(北京矿冶研究总院,北京
100160)
摘要:就钼精矿中铜、铁等杂质元素在沸腾焙烧过程中的行为进行了研究。

研究发现,钼精矿中的铜、铁在焙烧过程中会和钼结合,形成钼酸盐,而钼酸盐和三氧化钼容易形成低共熔点共晶化合物,在焙烧中出现熔化、结块现象,影响焙烧的进行。

关键字:钼精矿;沸腾焙烧;钼冶金中图分类号:TF84
文献标识码:A
文章编号:1008-9500(2016)09-0023-03
Study on the Behaviors of Cu and Fe in the Process of
Molybdenum Fluosolid Roasting
Li Xiangliang ,Li He ,Zheng Chaozhen ,Wang Yufang ,Zhang Bangsheng
(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy ,Beijing 100160,China )
Abstract :This paper studied on the behaviors of Cu and Fe in the process of molybdenum fluosolid roasting.The research showed that Cu and Fe would react with molybdenum and molybdate was generated.Molybdate and molybdenum trioxide were easy to form a eutectic compounds which had a low melting point.The eutectic
compounds would melt and agglomerate in the process of fluosolid roasting and then influenced roasting.Keywords :molybdenum concentrate ;fluosolid roasting ;molybdenum metallurgy
Vol.34,No.92016年9月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization
收稿日期:2016-08-11
作者简介:李相良(1984-),男,山东夏津人,工程师,主要从事湿法冶金研究工作。

实验研究
. All Rights Reserved.
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●由表1可以看出,相较于标准钼精矿,该精矿中钼含量较低,为32.35%,铜、铁含量高,分别为7.1%和10.59%。

为进一步了解钼精矿中钼的赋存状态,对钼精矿中钼进行了化学物相分析。

钼精矿中钼的化学物相分析见表2。

表2钼精矿中钼的化学物相分析由表2可知,钼精矿中钼主要是以辉钼矿状态存在,占总钼的99.92%,少量的钼以钼酸盐形态存在。

2结果与讨论
沸腾焙烧试验开始前,先采用外加热烘炉,待炉温稳定后,开始鼓空气并投料,试验启动。

第一次投料试验控制条件如下:
焙烧温度:600℃;
进料量:15kg/h ;操作气速:0.66m/s ;空气鼓入量:40m 3/h 空气过剩系数:1.55。

第一次试验沸腾焙烧炉烧炉温度控制情况见图1。

图1第一次试验焙烧炉温度控制情况
本次试验共稳定运行6h ,试验期间炉温稳定,进料量控制准确。

但整个试验过程进出料严重不平衡,总进料91.83kg ,产出焙砂35.17kg ,烟尘19.45kg ,大量物料积存在炉内,最后堵塞进料口,无法加
料,被迫停炉。

停炉检查时,将沸腾炉底部风室拆卸后,发现大量物料板结在炉膛内,将风眼压死,致使物料无法沸腾,进而堵塞进料口,使试验无法进行下去。

将物料清理后,发现其呈烧结块状,初步怀疑为焙烧温度过高引起的。

由于试验用沸腾焙烧炉无强制水冷装置,采用降低焙烧温度的方式,进行了第二次试验。

第二次投料试验控制条件:焙烧温度:500℃;进料量:5kg/h ;操作气速:0.44m/s ;空气鼓入量:30m 3/h ;
空气过剩系数:3.49。

第二次试验沸腾炉焙烧温度控制情况见图2。

图2第二次试验沸腾炉焙烧温度控制情况
本次试验共稳定运行6h ,试验期间炉温稳定,进料量控制准确。

但整个试验过程始终无焙砂及烟尘产出,怀疑钼精矿再次烧结。

停炉检查发现,在降低焙烧温度的试验条件下,钼精矿再次烧结,在清理烧结料的过程中发现烧结料主要分为3种形态:黄色、黑色和白色。

为探明烧结原因,对这3种形态的烧结物分别做了EDS 能谱分析和X 射线衍射分析。

黄色物料的EDS 分析结果见图3、表3;黑色物料的EDS 分析结果图4、表4;白色物料的EDS 分析结果见图5、表5;烧结料的X-射线衍射分析见图6。

从能谱分析结果可知,黄色物料主要为氧化脱硫后的钼的氧化物及铜、铁等碱金属的钼酸盐;黑色物料为未经氧化反应或反应不完全的辉钼矿,主
豫
化学物相含量钼华铁、钼华中的钼0.05钨钼钙矿中的钼0.02钼铅矿中的钼0.01辉钼矿中的钼
99.92
T1风室温度
T2沸腾层温度T3炉膛温度T4炉顶温度650600550500450400350300250200150100500
051015
20
25
T1风室温度T2沸腾层温度T3炉膛温度T4炉顶温度5004003002001000
5
10
15
20
25
实验研究
第9期
中国资源综合利用. All Rights Reserved.
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●图3
黄色物料EDS 分析结果
表3黄色物料EDS 分析结果
图4黑色物料EDS 分析结果
表4黑色物料EDS 分析结果
图5白色物料EDS 分析结果
要以硫化物的形态存在;白色物料主要为三氧化钼,为挥发后结晶形成。

通过对烧结物料的XRD 分析可知,其主要组成为MoS 2、MoO 3、Cu 6Mo 4O 15和Fe 2(MoO 4)3。

表5白色物料EDS 分析结果
图6烧结料X-射线衍射分析
这说明在焙烧过程中,由于钼精矿中含有较多的铜、铁等杂质元素,钼的化合物会与其反应生成钼酸盐。

而焙烧过程中产生的钼酸铜和三氧化钼容
易形成低共熔点共晶化合物,在焙烧中出现熔化、结块现象。

可见,钼精矿中较高的铜含量是导致沸腾焙烧烧结的根本原因。

同时,焙烧过程中形成的钼酸铜、钼酸铁等在氨浸时属于难浸组分而留在渣中,严重影响钼的回收率。

因此,高铜非标钼精矿不适宜采用传统的焙烧-氨浸工艺处理。

3结论
高铜非标钼精矿不适宜采用传统的焙烧-氨浸工艺处理。

钼精矿中的铜在焙烧过程中会和钼结合,形成钼酸铜,而钼酸铜和三氧化钼容易形成低共熔点共晶化合物,在焙烧中出现熔化、结块现象,影响焙烧的进行。

在实际生产中要严格控制钼精矿中铜、铁含量。

(责任编辑/陈
军
)
元
素重
量原子元素重量原子O K
41.2678.80Fe K
1.150.63Al K 0.190.21Cu K 4.53
2.18
Si K 0.580.63Zn K 0.690.32K K
1.51 1.18Mo L 49.8715.88
Ca K
0.20
0.15
总量100.00
元素重量原子元素重量原子O K
16.3540.31Fe K
0.63
0.45
F K
1.25
2.60Cu K 1.090.68Si K 0.210.30Mo L 52.8921.74S K 27.57
33.92
总量
100.00元素重量原子元素重量原子O K
38.5073.13Cu K
6.09
2.91
Al K 0.560.63Zn K 1.730.80Si K 3.96 4.29Mo L 37.6711.93Ca K 0.22
0.17总量100.00Fe K 11.28
6.14
%
%
%
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