石煤提钒后液中钼的回收.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 1 1 石煤提钒后液中钼的回收 孙应 中铁工程设计咨询集团有限公司，北京1 0 0 0 5 5 摘要用离子树脂交换法回收石煤提钒后液中的锢，首先通过树脂选择实验选出最佳树脂D 3 1 4 ，然后用 动态方法研究不同条件对D 3 1 4 树脂吸附性能的影响。结果表明在p H 一3 、吸附接触时间9 0r a i n 、钼浓 度1 0 ．2 4g ／L 时，D 3 1 4 树脂对钼的吸附性能最好，工作吸附容量可达1 6 2 ．8m g ／m L ，负钼树脂在解吸剂 氨水浓度为1 2 ％、解吸时间9 0m i n 时，解吸效果较好。 关键词钼；回收；石煤提钒；离子交换 中图分类号T F 8 4 1 ．2 文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 f 2 0 0 9 0 3 0 0 1 1 一0 3 M o l y b d e n u mR e c o v e r yf r o mt h eE x t r a c t i n gV a n a d i u mf r o mB o n eC o a l S U NY i n g C h i n aR a i l w a yE n g i n e e r i n gC o n s u l t a n t sG r o u p 。B e i j i n g1 0 0 0 5 5 。C h i n a A b s t r a c t R e c o v e r i n gm o l y b d e n u mf r o mt h ee x t r a c t i n gv a n a d i u mf r o mb o n ec o a li ss t u d i e d ．T h eb e s tr e s i n D 3 1 4w a sc h o o s e df i r s tb ys t a t i cm e t h o d ，t h e nt h ea f f e c to ff a c t o ro nt h ea b s o r p t i o np e r f o r m a n c eo fD 3 1 4 w a sr e s e a r c h e db yd y n a m i cm e t h o d ．T h er e s u l ts h o w sw h e np H 一3 ．t h ec o n t a c t i n gt i m eo fa b s o r p t i o ni s9 0 r a i n ，m o l y b d e n u mc o n c e n t r a t i o ni s1 0 ．2 4g ／L ，t h ea b s o r p t i o np r o p e r t yo fD 3 1 4t ot h em o l y b d e n u mi s b e s t ，t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yc a nr e a c h16 2 ．8m g ／m L ．T h ed e s o r p t i o ne f f e c ti sb e s tw h e nt h ed e s o r p t i o n t i m ei s9 0r a i na n dt h ec o n c e n t r a t i o no fs t r i p p a n ta m m o n i aw a t e ri S 12 ％． K e y w o r d s M o l y b d e n u m ；R e c o v e r y ；E x t r a c t i n gv a n a d i u mf r o mb o n ec o a l ；I o n e x c h a n g e 从石煤提钒后液中回收钼是一种综合利用钼资 源的有效途径。目前国内石煤提钒生产厂家约有数 百家，大都规模较小，且主要采用传统生产工艺，即 焙烧一浸出一净化一沉粗钒一重溶一二次沉钒一煅 烧一精钒，或者“钠化焙烧一水浸一酸沉淀一碱溶 一铵盐沉钒一偏钒酸铵热解”[ 1 | 5 ] 。这些工艺流程 长、试剂消耗量大，金属回收率低 4 0 ％～4 5 ％ 、 在焙烧过程中产生大量的H C I ，C 1 等有毒气体[ 6 ] ， 并且都没有对提钒后液中的钼进行回收。新工艺 “氧化焙烧一酸浸出～铵盐沉钒一灼烧口“ 制精钒虽 然可以将V 。o s 的回收率提高到7 5 ％，但也不对后 续步骤中的钼进行处理。目前还没有从石煤提钒后 的废液中回收钼的相关研究，更没有工业化生产。 作者简介孙应 1 9 8 2 - - ，男，北京市人，学士 究其原因，可能是石煤中钼的品位比较低，从石煤提 钒后的废液中回收钼对工艺条件要求较严j 本研究 从石煤提钒后的溶液中含有钼元素角度出发，提出 一种利用离子交换树脂从废液中对钼进行回收的方 法。 1实验原理及方案 1 ．1 实验试剂及仪器 主要试剂工业用钼酸铵；分析纯盐酸；分析纯 N a O H ；2 5 ．0 ％～2 8 ．0 ％的氨水；石煤提钒含钼废液 p H 8 、浓度0 ．1 5 2g ／L ；离子交换树脂若干。 主要仪器0 1 6m m 2 4 5m m 离子交换柱；5 0 m L 量筒、2 5 0m L 锥形瓶、l O O m L 容量瓶若干；7 2 2 S 万方数据 1 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 型可见分光光度计等。 1 ．2 实验原理 离子交换法是基于固体离子交换剂R C I s 与 电解质含钼水溶液接触时，溶液中的M 0 0 4 z 一离子 以及聚合钼酸根离子与交换剂中的同性阴离子C l 一 发生交换作用，结果溶液中的M o O 。2 _ 离子进入交 换剂，而交换剂中的C I 一离子转入溶液中。 在弱碱性条件下，钼以M o O 。2 一形式被吸附 M 0 0 4 2 - 1 2 R C I s - - R 2 一M o O 。 2 C 1 一 1 在弱酸性条件下，M o O , 2 一聚合成多钼酸根离 子，吸附过程中钼可能以M o 。O 。。2 _ 、M o 。0 ；f 等形式 被树脂吸附。 M 0 4 0 1 32 一 1 2 R C 1 S 一R 2 一M 0 4 0 1 3 2 C l 一 2 M 0 8 0 2 6 4 - 1 4 R C l s 一R 4 一M 0 8 0 2 6 4 C 1 一 3 附钼树脂用纯水淋洗，然后用适当氨水解吸，得 解吸高峰液。 2实验结果与讨论 2 ．1 离子交换树脂的选择 实验条件料液为石煤提钒分解后液，p H 4 左右，室内温度2 5 ℃。钼浓度分别为1 ．9 8 和5 ．8 0 g ／L 时，实验结果见表1 。 表1 各树脂的吸附容量 “ l h b l e1W o r ka d s o r p t i o nc a p a d t yo fd i f f e r e n tr e s i n s 分析发现D 3 1 4 树脂的吸附效果好于其它树 脂，并且当钼浓度为5 ．8 0g ／L 时，其吸附性能更好； 其次为D 3 1 8 、D 3 0 1 。 2 ．2 不同条件对D 3 1 4 树脂吸附含钼废液中钼的 性能影响 本实验研究了含钼料液p H 、料液接触时间 流 速 、料液浓度等条件对D 3 1 4 树脂工作吸附容量的 影响，接触时间与负钼树脂解吸性能的关系。 2 ．2 ．1 料液p H 实验条件料液M o 浓度为5 ．8 0g ／L 、室温2 5 ℃、吸附接触时间1h 。以流出液钼浓度0 ．2g ／L 为 穿透点，得出不同p H 条件下D 3 1 4 树脂的工作吸附 容量，当溶液p H 分别为2 ．0 、2 ．5 、3 ．0 、3 ．5 、4 ．0 、 4 ．5 和6 ．0 时，对应的吸附容量分别为 m g ／m L 1 0 6 ．8 8 、1 2 1 ．3 9 、1 3 9 ．6 0 、1 3 5 ．7 5 、1 1 0 ．8 9 、8 9 ．4 7 、 7 9 ．4 3 。可以看出料液p H 3 时树脂的吸附性能 最好。随着料液p H 的升高树脂的吸附性能下降， 特别是当p H 4 ．5 时，其吸附容量小于1 0 0m g ／ m L ，而随着p H 的下降，树脂吸附性能也有所下 降，只是变缓。 2 ．2 ．2 料液吸附接触时间 实验条件室温2 5 ℃、p H 3 ．0 左右、料液M o 浓度5 ．8 0 1g ／L 。当吸附接触时间分别为3 0 、4 5 、 6 0 、7 5 、9 0 、和1 2 0m i n 时，吸附容量分别为 m g ／ m L 1 1 9 ．7 5 、1 5 4 ．8 9 、1 5 8 ．6 7 、1 6 2 ．5 0 、1 6 5 ．7 5 和 1 6 9 ．8 2 。可以看出，吸附接触时间越长，即料液在 柱内的流速越慢，树脂上的官能基团和钼离子交换 越充分，树脂的吸附性能就越好，而随着接触时间减 少，吸附性能变差。以流出液钼浓度0 ．2g ／L 为穿 透点，得出不同吸附接触时间条件下D 3 1 4 树脂的 工作吸附容量，很明显，当吸附接触时间达到6 0 r a i n 时，时间的增加对吸附性能的影响不大。从工 艺成本和经济效益角度考虑，接触时间为9 0r a i n 即 可。 2 ．2 ．3 料液M o 浓度 实验条件室温2 5 ℃、料液p H 一3 、吸附接触 时间9 0r a i n 。以流出液钼浓度0 ．2g ／L 为穿透点， 得出不同M o 浓度条件下D 3 1 4 树脂的工作吸附容 量。当料液M o 浓分别为3 ．1 5 、4 ．7 6 、7 ．5 2 和1 0 ．2 4 g ／L 时，吸附容量分别为 m g ／m L 1 3 1 ．0 8 、 1 4 6 ．5 1 、1 5 7 ．0 5 和1 6 2 ．8 0 。可以看出随着料液M o 浓度的提高，D 3 1 4 树脂工作吸附容量增大，当钼浓 度达1 0 ．2 4g ／L 后，进一步提高钼浓度对D 3 1 4 树 脂的吸附性能影响不大。 2 ．3 附钼D 3 1 4 树脂的解吸 解吸剂为氨水，解吸过程在离子交换柱中进 行，解吸前先用纯水洗涤负载树脂，即淋洗出柱子 中的钼酸钠料液，然后进行解吸。 实验条件氨水浓度1 2 ％，室温2 5 ℃，试验 结果当接触时间为5 0r a i n 时，高峰液浓度1 0 2 ．3 g ／L ，解吸率达到99 ．63 ％，当接触时间为9 0 r a i n 下转第3 0 页 万方数据 3 0 - 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 处于同行业的先进水平。在此基础上，还要进行更 深入的研究，如萃取铟的同时减少萃取的其他杂质 的含量以及抑制萃取过程伴随的局部乳化现象的产 生，改善萃取与反萃过程的现场环境等。 参考文献 [ 1 ] 黄位森．锡[ M ] ．北京冶金工业出版社．2 0 0 0 ． [ 2 ] 彭容秋．锡冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社。2 0 0 5 ． [ 3 ] 赵天从，汪健．有色金属提取冶金手册 锡锑汞 [ M ] ． 北京冶金工业出版社，2 0 0 5 ． [ 4 ] B a r a k a tM 丸R e c o v e r yo fl e a d 。t i na n di n d i u mf r o ma l l o yw i r es c r a p [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ，1 9 9 8 4 9 6 3 7 3 ． [ 5 ] 费多洛夫，阿克楚林．铟化学手册[ M ] ．张启运，徐克 敏，译．北京北京大学出版社，2 0 0 5 ． [ 6 ] 尹成先．兰新哲．霍春勇．铟的用途及提铟方法[ J ] ．有 色金属，2 0 0 2 ，5 4 增刊 1 8 6 1 8 8 ． [ 7 ] 陈阜东．某厂提铟工艺技改浅议[ J ] ．湖南有色金属， 2 0 0 1 ，1 7 6 1 5 1 7 ． [ 8 ] 余曙明，陈延训．从焊锡硅氟酸电解液中提取铟[ J ] ．有 色金属 冶炼部分 ，1 9 9 2 2 8 1 0 ． [ 9 ] L IS h i q i n g ，T A N GM o - t a n g ，H EJ i n g ，e ta 1 ．E x t r a c t i o no fi n d i u mf i o mi n d i u m z i n cc o n c e n t r a t e s [ J ] ．T r a n s ． N o n f e r r o u sM e t ．S o c ．C h i n a 。2 0 0 6 ，1 6 1 4 4 8 1 4 5 4 ． [ 1 0 ] B i n aG u p t a ，A k a s hD e e p ．P o o n m aM a l i k ．L i q u i d l i q u i d e x t r a c t i o na n dr e c o v e r yo fi n d i u mu s i n gC y a n e x9 2 3 [ J ] ． A n a l y t i c aC h i m i c aA c t a ，2 0 0 4 5 1 3 4 6 3 4 7 1 ． 上接第1 2 页 时，高峰液浓度1 4 2 ．0 6g ／L ，解吸率达到9 9 ．8 9 ％。 试验结果表明附钼D 3 1 4 树脂的解吸率都是比较 高的，并且解吸时间的长短对附钼树脂的解析率影 响不大。 3结论 D 3 1 4 树脂是一种从酸性含铝溶液中吸附钼的 理想树脂。静态实验中，D 3 1 4 树脂对酸性含钼溶液 中钼的工作吸附容量可达2 2 0g ／L 以上。动态实验 中，在料液p H 3 、接触时间9 0m i n 、含钼浓度 1 0 ．2 4g ／L 、2 5 ℃时，D 3 1 4 树脂的吸附性能最好，其 对含钼废酸液中钼的工作吸附容量达1 6 2 ．8m g ／ m L 以上；负钼树脂用1 2 ％的氨水解吸，解吸率接 近1 0 0 ％。 参考文献 [ 1 ] 有色金属提取手册编辑委员会，有色金属提取手 册稀有高熔点金属 下 [ M ] ．北京冶金工业出 版社，1 9 9 9 ． [ 2 ] 鲁兆伶．用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与 工业实践[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 2 ，2 1 4 1 7 5 1 7 7 ． [ 3 ] 宾智勇．钒矿石无盐焙烧提取五氧化二钒试验[ J ] ．钢 铁钒钛。2 0 0 6 ，2 7 1 2 2 2 3 ． [ 4 ] W a n gH u i s h e n g ．E x t r a c t i o no fv a n a d i u m f r o ms t o n ec o a l b yr o a s t i n gi nt h ep r e s e n c eo fs o d i u ms a l t s [ J ] ．M i n i n g a n dM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ，1 9 9 4 ，1 4 2 5 2 5 4 ． [ 5 ] X i a oS o n g w e n ，L i a n gJ i n g d o n g ．A d v a n c e si nt h ev a n a d i a me x t r a c t i o nb yr o a s t i n gi nt h ep r e s e n c eo fs o d i u ms a l t s [ J ] ．M i n i n ga n dM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ，1 9 9 4 ，1 4 2 5 5 5 6 ． [ 6 ] 张萍，蒋馥华．苛化泥为焙烧添加剂从石煤提取五氧化 二钒[ J ] ．稀有金属，2 0 0 0 。2 4 2 1 1 5 1 1 7 ． [ 7 ] 马士强，刘世森．石煤提钒工艺评述[ J ] ．湖南有色金 属，1 9 9 8 。7 4 2 2 2 3 ． 万方数据