D314树脂吸附钼的试验研究

D314树脂吸附钼的试验研究
赵恒勤;宁阳坤;王威;张博;刘红召;任保增
【摘要】采用D314树脂从钼精矿焙烧淋洗液中回收钼,探讨了D314树脂加入量、吸附温度、溶液pH值等因素对吸附过程的影响.结果表明,在 pH=4时,吸附容量最佳;钼吸附为吸热过程,提高吸附温度,有利于钼的吸附;钼的动态吸附和动态解吸均采用20 mL/h流速,钼吸附率为96.63%,解吸率为98.81%.红外测试结果表明,10%的氨水溶液可以有效解吸负载树脂上的钼.%An experiment was conducted on
the recovery of molybdenum from eluent after the roasting of molybdenum concentrate by D314 resin, and effects of D314 resin dosage, adsorption temperature, pH value of solution on the process of adsorption were explored. It is found that an optimal adsorption capacity can be reached with pH at 4,and the adsorption of molybdenum is an endothermic process. An increased adsorption temperature benefits the adsorption of molybdenum. Both dynamic adsorption and desorption of molybdenum with the flowing rate of 20 mL/h can result in molybdenum adsorption rate at 96.63%and desorption rate at 98.81%.An infrared testing indicates that the molybdenum on the load resin can be effectively desorbed by 10% ammonia solution.
【期刊名称】《矿冶工程》
【年(卷),期】2018(038)001
【总页数】4页(P81-83,87)
【关键词】吸附;离子交换树脂;钼;解吸;树脂;D314
【作者】赵恒勤;宁阳坤;王威;张博;刘红召;任保增
【作者单位】中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;河南省黄金资源综合利用重点实验室,河南郑州450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;河南省黄金资源综合利用重点实验室,河南郑州450006;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;河南省黄金资源综合利用重点实验室,河南郑州450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;河南省黄金
资源综合利用重点实验室,河南郑州450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;河南省黄金资源综合利用重点实验室,河南郑州450006;郑
州大学化工与能源学院,河南郑州450001
【正文语种】中文
【中图分类】TF111
钼具有硬度高、熔点高、强度大、导电性和耐磨性好等优点，广泛应用于化工、冶金、石油、国防、核工业、航空航天、机械、电子等诸多领域［1－4］。

我国有
丰富的钼资源，现今世界上已发现钼矿资源共5千万吨，我国约占30%，居世界
第2位，我国钼矿床分布广，类型齐全［5－7］。

由于近几年来对钼矿的大量开采，钼作为战略储备资源存在回收再利用的问题。

我国目前对钼的回收处于发展阶段，现阶段回收淋洗液中钼的方法主要有离子交换法、萃取法，其中离子交换法回收钼具有工艺简单、不危害人体和环境友好等优点。

为了有效回收某钼冶炼厂淋洗液中的钼，根据淋洗液中的主要离子成分和浓度，研究D314树脂加入量、温度、
浓度、pH值对钼吸附性能的影响，同时研究了钼的动态吸附和解吸，为淋洗液中钼的分离回收提供参考。

1 试验
1.1 树脂分离钼原理
在解吸过程中，当钼的阴离子形态与树脂的亲和力小于洗脱液中阴离子与树脂的亲和力时，发生钼解吸反应［4］。

钼离子在不同pH值下的存在状态不同，如表1
所示。

钼吸附解吸的主要反应［8－10］可表示为：
表1 不同pH值下钼价态pH值存在形式≤1.8 MoO22＋1.8～2.5 H6Mo7O24 2.5～4.0 Mo7O246－4.0～4.5 Mo8O264－4.5～6.0 Mo6O204－6.0～6.5
Mo2O72－≥6.5 MoO42－
1.2 试验原料和仪器
主要原料：D314树脂，某钼冶炼厂淋洗液，纯水。

主要仪器：DF－101S集热恒温加热磁力搅拌器，DW－1型多功能电动搅拌器，101－3AB型电热鼓风干燥箱，SevenEasy PH计，AL204电子分析天平，BT100D恒流泵，BSZ－40自动部分
收集器。

因原料中淋洗液成分复杂，酸性太强，采用选择性沉降剂中和淋洗液，去除杂质离子，表2为处理后的淋洗液成分。

表 2 淋洗液成分／（mg·L－1）Mo S Cl F Ca Fe Mg 656 39.70 508 12.18 36 522 123
1.3 试验方法
1.3.1 树脂预处理
将D314树脂用5%NaOH（用量约为树脂体积的3～5倍）溶液浸泡24 h，浸泡过程不断搅动；用纯水洗至中性，然后将树脂用5%HCl（用量约为树脂体积的
3～5倍）浸泡24 h，浸泡过程不断搅动；用纯水洗至中性，然后树脂用
5%NaOH浸泡6 h（用量约为树脂体积的3～5倍），用纯水洗至中性，再用
5%HCl浸泡6 h（用量约为树脂体积的3～5倍）；用纯水反复清洗树脂至中性。

1.3.2 钼的吸附研究
取300 mL含钼溶液于400 mL锥形瓶中，加入转子，搅拌速度300 r／min、时间300 min，改变水浴温度、树脂量、pH值、钼浓度、阴离子种类进行吸附试验研究。

分析吸附后液中的钼含量，计算不同条件下钼的吸附率。

1.4 钼的分析测试方法
废酸、吸附后液、解吸液中钼含量由ICP⁃AES分析测试，钼吸附前后树脂官能团
由红外光谱仪分析测试。

2 试验结果与讨论
2.1 静态吸附试验
2.1.1 树脂加入量对钼吸附率的影响
取选择性沉降剂中和后钼含量同为0.656 g／L的淋洗液，调节pH＝4～7，置于400 mL锥形瓶中，搅拌速度300 r／min，水浴温度同为18℃，加入不同量预处理好的D314树脂，取吸附时间为300 min的吸附后液，分析溶液中的钼含量，
结果如图1所示。

图1 树脂加入量对钼吸附率的影响
钼的吸附率随树脂加入量增加不断增大，树脂加入量超过1.5 mL后吸附率变化趋于平缓。

当体系中D314树脂加入量由0.5 mL增加到1.5 mL时，淋洗液中钼吸
附率由43.80%增至64.98%。

D314树脂加入量增加至2 mL，钼吸附率为
65.20%。

本试验选择树脂加入量为2 mL。

2.1.2 pH 值对钼吸附率的影响
D314树脂加入量为2 mL，其它条件不变，加入不同量的H2SO4和NaOH溶液，
调节钼吸附溶液的pH值，pH值对钼吸附率的影响如图2所示。

图2 pH值对钼吸附率的影响
由图2可知，pH＝0～4时，随pH值增大，钼吸附率迅速变大；pH＝4～7时，钼吸附率有所下降，下降幅度不大；pH＞7后，随pH值变大，钼吸附率迅速减小。

当体系中pH值由0.12变化到4，钼吸附率由19.5%变化到55.21%；pH值由4变化到7，钼吸附率由55.21%变化到 50.16%；增大 pH 值至8.91，钼吸附率变化到33.14%。

淋洗液中的钼以MoO42－的阴离子形态存在，钼在不同pH 值条件下的价态不同，故研究范围选取pH＝4～7，此区间内钼价态较稳定。

2.1.3 温度对钼吸附率的影响
调节溶液pH＝4～7，其他条件不变，不同温度与吸附时间下D314树脂对钼吸附率的影响如图3所示。

由图3可知，在不同温度下，溶液中钼吸附率均随吸附时间增大而提高；在相同时间内，温度越高，钼吸附率越大。

吸附时间在300 min时，18℃时钼吸附率为77.47%，60 ℃时钼吸附率为99.91%。

钼的吸附是吸热反应，温度升高，加速了离子交换树脂对钼的吸附，实际生产过程中可根据成本确定最佳吸附温度。

2.2 动态试验研究
2.2.1 动态吸附钼
取20 mL D314树脂，采用20 mL／h流速，常温条件下动态吸附，吸附后液的浓度变化如图4所示。

图4 动态吸附淋洗液的钼浓度
从图4可以看出，40 BV之前，流出液中钼浓度较低，40 BV 时，流出液浓度为20.71 mg／L；40～95 BV 之间，流出液浓度由20.71 mg／L 变化为616 mg／
L，到95 BV基本达到饱和。

若选取吸附后液体积90 BV处为树脂动态吸附饱和点，此时钼浓度为656 mg／L，钼吸附率达到 96.69%。

2.2.2 动态解吸钼
常温条件下将动态吸附饱和后的树脂采用10%的氨水20 mL／h流速动态解吸，
解吸液中钼浓度变化如图5所示。

由图5可以看出，解吸后液中钼浓度由0.275 BV时的 2.118 g／L 变化为 1 BV
时的 36.519 g／L，随着 10%氨水通入量继续增大，解吸液中钼浓度减小至
0.563 g／L后趋于平稳，钼解吸率达到98.31%。

2.2.3 吸附前后树脂的红外光谱
分别将空白树脂、钼酸铵饱和树脂、解吸附后树脂烘干、磨碎，进行红外光谱分析，结果如图6所示。

比对空白树脂、钼酸铵饱和树脂官能团的变化，在波长1 000 cm－1附近出现钼
的特征峰，说明钼吸附在树脂上；比对钼酸铵饱和树脂和解吸附后树脂，在波长983 cm－1附近出现的特征峰消失了；比对空白树脂和解吸附后树脂官能团的变化，解吸附后树脂与空白树脂的光谱形状相似，说明树脂上吸附的钼已经从D314树脂上洗脱下来。

根据对原树脂、钼酸铵饱和树脂、解吸后树脂的红外测试结果分析，D314树脂吸附钼的效果比较好。

3 结论
1）D314树脂吸附钼属于吸热过程，温度升高，钼吸附率增大。

2）钼动态吸附采用20 mL／h流速，控制pH值为4.0左右；动态解吸采用20 mL／h流速，采用10%氨水解吸钼。

3）用D314树脂回收淋洗液中的钼，钼动态吸附率达到96.63%，其解吸率达到
98.31%。

参考文献：
［1］李洪桂.稀有金属冶金学［M］.北京：冶金工业出版社，1990.
［2］裘洁.从钼市场看我国钼可持续发展［J］.中国钼业，1998，22（4）：71
－72.
［3］王振，徐龙华，肖军辉，等.某硫化铜钼矿石的浮选试验研究［J］.矿冶工程， 2017（2）：54－56.
［4］蒋克旭，邓桂春，赵丽艳，等.D314树脂静态分离铼与钼的实验研究［J］.
稀有金属与硬质合金， 2011，39（1）：8－12.
［5］刘红召，曹耀华，王威，等.离子交换法从钨钼氧化矿浸出渣洗水中回收钨
钼试验研究［J］.湿法冶金， 2015，34（1）：35－38.
［6］郭双华.用D314离子交换树脂从沉钼后液中回收钼［J］.湿法冶金，2015，34（6）：471－473.
［7］张博，刘红召，王威，等.弱碱性离子交换树脂从钼冶炼废酸中回收铼的研究［J］.矿产保护与利用， 2016（4）：41－46.
［8］王丹.溶剂萃取法富集铼的研究［D］.郑州：郑州大学化工与能源学院，2016.
［9］张文钲.钼酸铵研发进展［J］.中国钼业， 2005，29（2）：29－32. ［10］唐丽霞，厉学武，武洲，等.十二钼酸铵的制备及工艺参数考察［J］.中国钼业， 2009，33（5）：24－27.。