低品位钼精矿的钼提取研究

低品位钼精矿的钼提取研究俞娟;杨洪英;陈燕杰;范有静【摘要】采用焙烧—氨浸—渣碱浸工艺对某低品位钼精矿进行钼提取的研究.结果表明,碳酸钠的加入能有效分解钼酸钙,提高钼的提取率.焙烧—氨浸阶段最优工艺条件为焙烧温度600℃,焙烧时间2 h,氨浸温度80℃,氨水过量系数1.4,碳酸钠用量467 kg/t,液固比4.浸出渣中的钼分别采用酸法（HCl）和碱法（Na2CO3＋NaOH）进行提取.结果表明：酸法仅可回收渣中34.92%的钼,而且操作过程不易控制,不适合实际应用;碱法（Na2CO3＋NaOH）处理工艺中碳酸钠用量533 kg/t,氢氧化钠用量433 kg/t.放%Using roasting,ammonia leaching and alkaline leaching,the extraction of molybdenum from low-grade molybdenum concentrates was studied.The experimental results showed that the addition of the sodium carbonate increases the leaching rate of molybdenum by accelerating the decomposition of calcium molybdate.The optimum conditions for the molybdenum extraction are as follows： the roasting temperature is 600 ℃,the roasting time 2 h,the ammonia leaching temperature 80 ℃, the excess coefficient of aqueous ammonia 1.4,the dosage of the sodium carbonate 467 kg/t and the ratio of liquid to solid 4∶1.The leaching residue was treated by hydrochloric acid leaching（HCl）method and alkaline leaching（Na2CO3＋NaOH） method separately to further leach molybdenum.The recovery rate of molybdenum in the residue is only 34.92% by the former method and,meanwhile,the leaching process by this method is difficult to control,showing that the method is not practicable.In the latter method,the dosages of the sodium carbonateand sodium hydroxide are 533 and 433 kg/t,respectively.The scale-up experiment showed that the total recovery rate of molybdenum is up to 96.8%.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)008【总页数】4页(P1141-1144)【关键词】钼;钼精矿;氨浸;焙烧;钼酸钙;碱浸【作者】俞娟;杨洪英;陈燕杰;范有静【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819 ;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819 ;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819 ;东北大学理学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TF841.2自然界中的钼多以硫化钼的形态存在,已经知道的钼矿物有20多种,其中以辉钼矿的工业价值最高,分布最广,在钼开采量中约占90%。

本研究所用的原料为矽卡岩型铜钼矿床,其中硫化钼以极细小颗粒与黄铜矿、黄铁矿一起分布在矽卡岩型石英脉中。

此类型的矿床浮选过程中除了钼与铜难以分离外,其中的钼与脉石的彻底分离也是一大难题。

浮选后的钼精矿中含有大量的脉石矿物,属于低品位钼精矿。

所谓低品位钼精矿主要是指钼的品位为20%～40%,其中含有大量二氧化硅、氧化钙、镁及少量的铜、铁、铅、钨、钒等杂质[1-2]的精矿。

国家标准规定钼精矿中钼的品位不能低于45%[3],通常此类型钼精矿采用配矿处理或低价卖出,这造成了很大的资源浪费。

随着国民经济的发展,特别是钼在钢铁、有色冶金、化工等各个领域的广泛应用[4-7],低品位钼精矿的开发和利用是非常有必要的。

目前,低品位钼精矿的处理一般采用酸、微生物、FeCl3和重铬酸钾-硫酸等[2,8-9]预处理方法将硫化钼中的脉石及其他金属溶解后使钼的品位提高到国家标准后,再进行后续钼酸铵的生产;但这些方法由于腐蚀设备,污染环境,因而受到一定的限制。

本研究采用安徽某地浮选后的低品位钼精矿,采用直接焙烧—浸出—渣碱浸工艺提取其中的有价钼。

1 实验1.1 实验原料实验原料为安徽某地浮选后的低品位钼精矿,矿石粒度分布为:＜37μ m 的占64.94%,74～37μ m 的占 24.32%,＞74 μ m 的占 10.74%。

经XRF测试,矿石的化学成分(质量分数,%)为Mo 25.4,S 10.5,Si 10.8,Mg 6.6,Ca4.5,Fe 1.26,Na1.67,Al 0.98,K 0.22,C 0.19,Cu 0.13,O 37.3。

矿石中除了含有主要金属元素Mo 外,还含有大量的Si,Mg和Ca等元素。

1.2 实验步骤及工艺流程焙烧过程考察:将300 g钼精矿放入回转窑中焙烧,按照不同的温度和时间焙烧后,分别取30g焙砂进行氨浸出,条件为:浸出温度80℃,浸出时间1 h,碳酸钠用量 533 kg/t,液固比5,氨水用量16 mL。

对浸出后的矿浆进行过滤,分析液体中的钼含量。

氨浸过程考察:在确定了合适的焙烧条件后,取相应条件下焙烧好的焙砂30 g,分别考察浸出温度、碳酸钠用量、液固比及碱过量系数对钼浸出率的影响,确定最优氨浸条件。

采用钒酸氨滴定法分析矿石、滤液及渣中钼的含量。

2 结果与讨论2.1 焙烧参数对钼浸出率的影响图1为焙烧温度和时间对钼浸出率的影响。

精矿在550℃焙烧后,钼的浸出率为67.40%,而且焙烧后发现此温度下产出的钼焙砂颜色较其他温度下产出的焙砂颜色黑;这主要是由于焙烧温度偏低,燃烧不充分,造成硫化钼在焙烧过程中氧化形成了较多不可溶的MoO2,从而导致浸出过程中钼的提取率偏低。

当温度升至600℃时,钼的浸出率提高到74.31%;这是由于温度的提高使得MoO2与氧气充分燃烧,形成了可溶的MoO3,提高了钼的浸出率。

但是当焙烧温度升至650℃和700℃,钼的浸出率没有提高反而有所下降,这是由于温度升高,MoO3升华导致钼浸出率降低。

虽然焙烧温度的提高会使钼的转化率提高,但是也会增加MoO3与其他金属氧化物反应生成钼酸盐的可能,不利于浸出。

因此,确定最佳焙烧温度为600℃。

图1 焙烧参数对钼浸出率的影响Fig.1 Effect of roasting parameters on leaching rate of Mo从图中还可以看出,焙烧时间对钼的提取率的影响不明显。

焙烧1 h MoS2能完全被氧化成MoO3。

2.2 氨浸参数对钼浸出率的影响图2a为氨浸温度对钼浸出率的影响。

浸出温度80℃时,钼的浸出率达到78.96%。

当温度升至90℃时,钼的浸出率迅速下降到64.89%。

这是由于随着温度的提高浸出溶液中的分子获得的能量增大,分子运动速度加快,而且温度提高会使溶液的黏度降低,分子扩散的阻力就会减小,扩散速度增大,促使焙砂中的MoO3与氨水反应,进而提高浸出率。

当温度升至90℃时,由于溶液中氨的挥发量增大,使得溶液的pH值降低,大大影响了浸出效果。

因此,氨浸过程温度选择80℃为宜。

图2b为碳酸钠用量对钼浸出率的影响。

浸出时不加碳酸钠,钼的浸出率仅为47.31%。

加入233 kg/t碳酸钠后,浸出率增至68.87%。

随着碳酸钠用量增大到467 kg/t,钼的浸出率也增至75.61%。

这是由于该矿为低品位钼精矿,其中含有大量的白云石和榴子石,在焙烧过程中,形成了不溶于氨水的钼酸钙,因此,不加碳酸钠时浸出率仅有47.31%。

而碳酸钠的加入能有效分解钼酸钙,形成比钼酸钙更加稳定的碳酸钙,使得钼的浸出率大幅提高。

但是当碳酸钠用量增至467 kg/t及以上时,对提高钼浸出率作用不明显。

因此,确定氨浸出过程碳酸钠用量为467 kg/t。

图2c为氨水用量对钼浸出率的影响。

当氨水用量为理论用量,即氨过量系数为1.0时,钼的浸出率为62.48%。

随着氨水用量的增加,钼的浸出率有了明显的提高。

当氨水过量系数提高到1.4时,钼的浸出率达到76.98%。

而氨水用量的进一步增大对钼的浸出率没有明显作用,而且如果氨水用量过多,会造成浸出后尚有一部分氨水剩余未被充分利用,这不仅会造成浸出剂的浪费,而且会带入更多的杂质,对后续操作很不利。

因此,氨浸操作的氨水用量为理论用量的1.4倍。

液固比为固体物料表面饱和溶液层中溶解物质的质量浓度与整个溶液中溶解物质的质量浓度差值。

图2d为浸出液固比对钼浸出率的影响。

图中显示液固比的增加有利于钼的浸出,当液固比超过4时,对提高钼的浸出率没有明显的作用。

液固比为2时,生成物钼酸铵向整个溶液中扩散的速度慢,使化学反应速度减慢,所得的浸出率较低。

随着溶液的液固比的逐渐增加,反应生成的钼酸铵向溶液中扩散的速度变快,进而反应速度加快,提高浸出率。

但是如果液固比太大,会使得浸出液的密度偏低,这不利于后续提取钼的操作。

因此,选取液固比为4。

图2 氨浸参数对钼浸出率的影响Fig.2 Effect of the ammonia leaching parameters on leaching rate of Mo(a)—氨浸温度;(b)—碳酸钠用量;(c)—氨水用量;(d)—液固比。

2.3 渣处理研究图3 不同处理方法对渣中钼提取率的影响Fig.3 Effect of different treatment methods on leaching rate of Mo in residue(a)—HCl含量对钼提取率的影响;(b)—Na2CO3+NaOH用量对钼提取率的影响。

对采用上述条件浸出后的渣进行Mo含量测试,Mo的平均质量分数为6.3%。