低品位含钼硫化矿直接浸出试验.pdf

第6 2 卷第4 期 2010 年11 月 有色金属 N o n f e F r O U SM e t a l s V 0 1 ．6 2 ．N o ．4 N O V ．20lO 低品位含钼硫化矿直接浸出试验 朱军，王彦君，李营生，陈宁 西安建筑科技大学，西安7 1 0 0 5 5 摘要对比试验结果选择硝酸直接浸出低品位含钼硫化矿工艺，并通过正交试验研究了矿物粒度、浸出剂浓度、浸出温度、 液固比、浸出时I ’H J 等对铝浸出率的影响。结果为液同比、硝酸、硫酸的浓度是影响钼浸出率的主要因索。试验确定了硝酸直接浸 出原矿的最优条件液固比4 1 ，用4 5 ％的硝酸，2 0 ％的硫酸在7 0 ℃下浸出粒度为1 4 7 p , m 的原矿2 h 。钼的浸出率可达7 5 ％。 关键词冶金技术；钼；直接浸出；硝酸；正交试验 中图分类号T F 8 0 3 ．2 1 ；T F 8 4 | ．2文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 1 0 0 4 0 0 4 9 0 3 钼及其化合物是冶金、电气、化工、航空和航天 等制造业中不可缺少的原料，广泛用于工业、农业和 环保等领域中，其需求量不断增加。品位低、嵌布粒 度细和结合形态复杂的含钼“难选矿”，过去由于选 别指标不佳，未能有效处理，造成钼的大量流失⋯。 另外，化工冶金中某些中间产品或废渣以及某些废 旧物品中，钼的含量也相当可观旧。。。因此，这类含 钼资源的研究和开发利用具有重要意义。 针对此类资源含钼贫含杂高的特点，广泛采用 湿法处理工艺。钼的浸出是其中最关键的步骤。工 业上用于处理辉钼精矿的焙烧．氨浸这一传统工艺 此时并不适用H 。，国内外都在积极探索新的浸出方 法。皮关华采用先焙烧再加碱和通活性氧气的方法 浸出镍钼矿中的钼睁1 。李青刚提出了六条镍钼矿 处理的工艺流程1 。P a r k ，K ．H 用N a 2 C 0 3 加H 0 2 浸出废催化剂中的钼p 1 。邹平等人对低品位辉钼 矿的细菌浸出做了研究。“。考虑到焙烧过程能耗 较大、会产生S 0 2 有害烟气，并且存在钼的挥发损 失等缺点，从2 0 世纪7 0 年代开始，相继发展了氧压 煮法、硝酸分解法、次氯酸钠法、电氧化法和生物浸 出法H ’7 | 。综合考虑工矿企业的现场可操作性、对 设备的要求及投资成本，常压下的硝酸分解法与次 氯酸钠法较有优势，但相关研究报道很少。对比选 定了硝酸直接浸出工艺，并通过正交试验，确定了工 艺中各参数对钼浸出率的影响，找到了浸出的最佳 收稿日期2 0 0 8 0 9 0 2 基金项目国家自然科学基金资助项目 2 0 8 7 6 0 1 4 作者简介朱军 1 9 6 3 一 。男．山东莱阳市人，副教授。博士。主要 从事有色冶金等方面的研究。 条件。 1 实验方法 1 ．1 试验原料与仪器 矿物的主要化学成分及钼的形态。原矿含有 M 0 2 ．9 3 ％，杂质主要为铁，还含有S i O 等脉石成分， 详见表1 和表2 。试验用主要试剂有硝酸 A R 级 、 硫酸 A R 级 、次氯酸钠 A R 级 、无水碳酸钠 A R 级 。试验用主要仪器为球磨机、电热恒温水浴锅、 精密增力电动搅拌器、旋片式真空泵、电热鼓风干燥 箱、烧杯等。 表1原矿的主要化学成分 T a b l e1M a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fr a wo r e 含量／％0 ．2 6 0 ．0 5 30 ．0 2 62 ．5 82 ．9 1 9 1 ．2 试验原理1 1 ．2 ．1 硝酸直接浸出原矿。利用硝酸的氧化作用 及溶解作用 5 0 ℃以下，硝酸主要起简单酸浸作用， 较高温度下，主要起氧化作用 ，原矿中的硫化物被 氧化为可溶性的硫酸盐，原矿中的氧化物、硫酸盐等 被溶解，从而将大部分金属元素浸出，在加热条件 5 0 ℃以上 ，发生的反应为M o S 6 H N O ， H 2 M 0 0 4 2 H 2 S 0 4 6 N O 和3 M e S 8 H N 0 3 3 M e S 0 4 4 H 2 0 8 N O M e 为F e 等 。生成的 H M o O 。部分保留在渣中，部分以M o O S O 。 和 M o O ， S O 。 的形态或胶体形态存在于溶液中。氧 万方数据 5 0 有色金属第6 2 卷 化过程的速度随温度的升高及H N O ，浓度增加而增 加，H s O 。的存在有利于提高反应速度。 1 ．2 ．2 次氯酸钠法。”利用N a C I O 溶液对M o S 的 特性浸出将钼转入液相，其余元素主要进入渣相，主 要反应为M o S 2 9 N a C I O 6 N a O H N a 2M 0 0 4 2 N a 2 S 0 2 9 N a C l 3 H 2 0 。与此同时亦发生N a C l 0 的分解和其他硫化物的氧化等副反应，不利于钼的 浸出。C O ，。的存在能抑制N a C l 0 的分解。 一般浸出条件为温度≤4 0 0 C ，N a C I O 浓度2 0 一 4 0 9 ／L ，p H 为9 左右，C 0 3 卜浓度为1 0 9 ／L 。 1 ．3 试验过程 1 ．3 ．1 浸出对比试验。将原矿球磨到所需粒度。 依据查阅的硝酸浸出与次氯酸钠浸出的最优条件， 配制浸出液于5 0 0 m L 烧杯中，置于水浴中加热到所 需温度，在搅拌的条件下加入准确称量的1 0 0 9 一定 粒度的原矿。按照所需时间反应后过滤，滤渣烘干 取样测定钼。 1 ．3 ．2 硝酸浸出正交试验。选定六个因素，每个因 素三个水平，详见表3 。考虑交互作用，利用正交表 L ， 3 ” 安排正交试验。分析试验结果，得到硝酸浸 出原矿的最优条件，并通过试验验证。 表3 研究因素及水平 T a b l e3R e s e a r c hf a c t o r sa n dl e v e l s 2 试验结果与讨论 2 ．1 浸出对比试验 试验结果详见表4 。从表4 可以看出，次氯酸 硝酸浸出率远高于次氯酸钠。另外，如果硝酸分解 过程在封闭的系统中进行，可从析出的氮的氧化物 中回收硝酸，既排除了向大气中排放安全环保所不 允许的氮氧化物，又显著地降低了硝酸用量。综合 钠对该矿中钼的浸出并不理想，远低于理论预期，而考虑钼浸出效果与试剂消耗，优选硝酸浸出工艺。 表4 浸出对比试验结果 T a b l e4E f f e c tc o m p a r i s o no fd i f f e r e n tl e a c h i n gr e a g e n t s 2 ．2 硝酸浸出正交试验 ”通过对正交试验结果进行直观分析和方差分 析，发现各因素对钼浸出率的影响程度为液固比 硝酸浓度 硫酸浓度 粒度 时间 温度，交互作 用影响不大。其中液固比、硝酸与硫酸的浓度的影 响较之其余因素要显著的多，详见图I ，因此是需要 考虑的主要因素。 硝酸浸出原矿过程中，液固比越高，越利于钼 的浸出，但溶液量过大会降低浸出液中钼的浓度，不 利于从溶液中回收钼，即会降低钼的回收率，所以选 定液固比为4 1 ，不再考虑更高的液固比。硝酸与 硫酸的浓度提高均利于钼的浸出，但过高会增加试 剂消耗不够经济，另外浸出液中含硫量高不利于后 趔 霸 斗 哥 琶 瘦l o 至 5 5 5 0 4 5 4 1 3 5 凼素水平 图1 正交试验直观分析图 F i g ．1 I n t u i t i v ea n a l y s i sg r a p ho fo r t h o g o n a lt e s t 续的处理工艺。选定硝酸4 5 ％，硫酸2 0 ％。温度控 万方数据 第4 期朱军等低品位含钼硫化矿直接浸出试验 制在7 0 ℃，1 4 7 I x m 原矿浸出2 h 。即硝酸直浸原矿的 最合适条件A B ，C ，D E F ，。 2 ．3 验证试验 液固比4 l ，用4 5 ％的硝酸，2 0 ％的硫酸在 7 0 ℃下浸出粒度为1 4 7 t t m 的原矿2 h ，钼的浸出率可 达7 5 ％。 3结论 硝酸直接浸出工艺相比焙烧一浸出的传统工艺 参考文献 流程简单，操作稳定，能耗少，相比于新型湿法浸出 工艺可操作性强，在经济的前提下效果较好，并且若 采用在封闭的系统中循环进行，并向系统引进氧气， 便可使反应产生的N O 又转化为H N O ，，进入溶液中 继续参与和硫化物的化学反应，降低试剂消耗，并排 除向大气中排放安全环保所不允许的氮氧化物。 [ 1 ] 邹平，赵有才，杜强，等．金堆城低品位辉钼矿的可浸性[ J ] ．有色金属，2 0 0 7 ，5 9 1 5 9 6 2 ． [ 2 ] V a nG e r v e nT ，C o o r e m a nH ，I m b r e c h t sK ，e ta 1 ．E x t r a c t i o no fh e a v ym e t a l sf r o mm u n i c i p a ls o l i dw a s t ei n c i n e r a t o r M S W I b o t t o ma s hw i t ho r g a n i cs o l u t i o n s [ J ] ．J o u r n a lo fH a z a r d o n sM a t e r i a l s ，2 0 0 7 ，1 4 0 1 ／2 3 7 6 3 81 ． [ 3 ] P a r kKH ，R e d d yBR ，M o h a p a t r aD ，e ta 1 ．H y d r o m e t a l l u r g i c a lp r o c e s s i n ga n dr e c o v e r yo fm o l y b d e n u mt r i o x i d ef r o ms p e n t c a t a l y s t [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，2 0 0 6 ，8 0 2 4 2 6 1 2 6 5 ． [ 4 ] 符剑刚，钟宏，吴江丽，等．常温常压条件下辉钼矿的湿法浸出[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 ， 1 2 3 5 3 8 ． [ 5 ] 皮关华，徐徽，陈白珍，等．从难选镍钼矿中回收钼的研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 7 ，2 3 1 9 一1 2 ． [ 6 ] 李青刚，肖连生，张贵清，等．镍钼矿生产钼酸铵全湿法生产工艺及实践[ J ] ．稀有金属，2 0 0 7 ，3 1 s 1 8 5 8 9 ． [ 7 ] K h o l m o g o r o vAG ，K o n o n o v a0N ．P r o c e s s i n gm i n e r a lr a wm a t e r i a l si nS i b e r i a o r e so fm o l y b d e n u m ，t u n g s t e n ，l e a da n dg o l d [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ，2 0 0 5 ，7 6 1 ／2 3 7 5 4 ． [ 8 ] 向铁根．钼冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 2 6 0 7 0 ． D i r e c tL e a c h i n go fL o wG r a d eS u l p h i d i cM o l y b d e n u mO r e Z H UJ u n ，W A N GY a n - j u n ，L I 昭一s h e n g ，C H E NN i n g X i ’a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y ，X i ’a n71 0 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t C o m p a r e dw i t ho t h e rp r o c e s s i n go fl o wg r a d em o l y b d e n u mo r e s ，d i r e c tl e a c h i n gw i t hn i t r i ca c i di sa d o p t e da n d i n v e s t i g a t e d ．T h eo r t h o g o n a lt e s t si n d i c a t et h a tt h el e a c h i n ge f f i c i e n c yo fm o l y b d e n u mi sl a r g e l yd e p e n d e do nt h e l i q u i d s o l i dr a t i oa n dt h ec o n c e n t r a t i o n so fH N 0 3a n dH 2S 0 4 ．U n d e ro p t i m a lp a r a m e t e r s ，l i q u i d - s o l i dr a t i oo f4 ， 4 5 ％H N 0 3a n d2 0 ％H 2 S 0 4 ，1 4 7 1 L L mm i n e r a lg r a n u l a r i t y ，7 0 ℃a n d2 hr e a c t i o n ，t h el e a c h i n ge f f i c i e n c yo fM oi s a b o v e7 5 ％． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；d i r e c tl e a c h i n g ；m o l y b d e n u m ；n i t r i ca c i d ；o r t h o g o n a lt e s t 万方数据