近年化学选矿技术进展.pdf

2 0 0 6年 6月 四川 有 色金 属 S i c h ua n No nf e r r o u s M e t a l s 9 文章编 号 1 0 0 6 4 0 7 9 { 2 0 0 6 0 2 0 0 0 9 0 7 近年化学选矿技术进展 罗仙 平 ， 陈江安 ， 熊淑 华 江 西理 工大 学， 江西 赣州 3 4 1 0 0 0 摘要 评述了近 5年 2 0 0 1 2 0 0 5年 铜、 铝 、 稀土、 钨、 钼、 铋、 铀、 金等元素化 学选矿技术 方面 的发展 。 关 键词 化 学选矿 ； 进展 ； 评述 中图分 类号 T D 9 2 5 ． 6 文献 标识 码 A Re s e a r c h Pr o c e s s o f Ch e m i c a l Ex t r a c t i o n Te c hn o l o g y LUO Xi a n p i n g， C HEN J i a n g a n， XI ONG S h u h u a 1 ．J i a n g xi Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y， Ga n z h o u 3 4 1 0 0 0， J i a n g x i ， C h i n a； 2．Un i v e r s i t y of S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y B e i j i n g， B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Re s e a r c h p r oc e s s of c he mi c a l e x t r a c t i o n t e c hn o l o g y o f c o pp e r o r e 、 b a u xi t e 、 r a r e e a r t h、 wo l f r a m or e、 too l y b d e n u m o r e 、 b i s mu t h o r e 、 u r a n i u m o r e 、 g o l d o r e e t c i n l a s t f i v e y e a r s 2 0 0 1 ～2 0 0 5 we r e r e v i e we d i n t hi s p a pe r ． Ke r wo r ds Che mi c a l e x t r a c t i o n； Re s e a r c h pr o c e s s； Re v i e w 随传统矿产资源的 日益减少。 资源形势 的不 断恶化 与选 矿 成本 的不 断 增 加 ， 人 们 不 得不 面临 “ 资源开发与可持续发展” 这一问题 。而要解决这 一 问题 ， 原 来 得 不 到开 发 的众 多 贫 、 细 、 杂 物 料必 需资源化 ， 而这需要与此相适应的资源开发技术 ； 同时， 为合理开发利用矿产资源 ， 适应经济发展的 需要， 抵御市场价格的冲击 ， 也迫切需要生产程序 的简化 ， 以降低选矿生产成本 ， 提高劳动生产率 ， 增加企业 的真正效益 。 单纯依靠传统 的选矿方法 难 以达 到这 一需 要 ， 化 学 选 矿 的地 位 因此 而 变 得 日益重要 。近几年来 。 在化学选矿这一重要领域 以及其与传统的选冶方法相结合方面都取得了更 为明显 的进 展 。 1 常用有色金属 的化学选矿 1 ． 1 化 学浸 出 一萃 取 一电积法 提 铜 工 艺得 到发 展 浸出 一萃取 一电积法不仅能在矿山现场从铜 矿石中生产出高质量的阴极铜 。 而且初期投资和 生产成本均较常规的选矿和火法冶炼低 ， 因此。 目 前该法在北 美和南美 国家得 到迅速普及。在 国 内， 采用常规浮选法 的大规模铜 矿山为提高成本 竞争力 ， 最近也开始部分或全部 采用溶剂萃取 一 电积法。下面就近四年来铜矿石溶浸技术与铜的 有机萃取的发展两个方面作简要评述 。 1 ． 1． 1 铜 的 酸 浸 出 收 稿 日期 2 0 0 60 41 8 作者简介 罗仙平 1 9 7 3 一 ， 男 ， 湖北省仙桃市人 ， 南方 冶金 学 院副 教授 ， 江西省 矿业工 程实 验室副 主任 ， 硕士研究 生导师 ， 北京科技大学在读博 士。主要 研究方 向 有色 金属 与贵金属 的选冶理论 与工艺 ， 矿 山冶 金废渣 废水处理 。 联 系方 式 Ema i l 1x p 9 4 9 1 s i n a ． c o rn 维普资讯 1 0 罗仙平等 近年化学选矿技术进展 第 2期 从 废铜 矿 、 贫铜矿 、 氧化 矿或 浮选 尾矿 等物 料 中溶浸铜是 目前铜溶 浸处理 的主要对 象。张峰 等 J 介绍了针对铜 矿峪铜矿难采难选 低 品位氧 化铜矿石和 自然崩落法采矿塌陷区含铜废石 ， 采 用地下溶浸工艺对铜资源进行 回收， 生产出了高 质量阴极铜。庞海霞等 2 J2针对低 品位氧化铜 ， 采 用“ 破碎 一酸浸 一析铜” 工艺 生产铜 ， 矿样 中铜浸 出率达 8 5 ％～9 5 ％。胡善友 3 J 对新疆哈密地 区 某地两 种 不 同类 型 的小 型氧化 铜进 行稀硫 酸 浸 出 和铁 屑置换海 绵铜 的试 验 ， 浸 出率 分别达 到 了 9 4 ％和 8 5 ％， 置换率分别达到 9 9 ％和 9 6 ％， 浸出 置换效果差别明显， 可 比性较强。冯月斌 1 J 等研 究了用酸性 乙腈 一硫酸铜体 系从 辉铜矿 中提 取 铜 ， 试验结果表明， 当温度为 5 3 ～5 4 ℃ 、 盐酸体积 分数为 1 0 ％、 乙腈体积分数为 6 0 ％、 C u Ⅱ 的量 稍大于矿样 中的含铜量 时， 仅需 2 h ， 铜浸出率可 达 9 5 ％。为提高铜的浸出率， 张泽强 5 J 等在用硫 酸浸 出硫 化铜精矿前 ， 用纳米 Yi O ， 光催化剂 ， 在 E t 常照射下对 铜精矿进行氧化预 处理 。当矿浆 p H值为 5左右时 ， 通过充入适量氧气进行 2 0 h的 氧化 预处 理 ， 铜 的浸 出率可 由 4 3 ． 6 6 ％提 高 到 8 9 ． 0 0 ％。在适 当条件下 ， T i O， 光催 化剂可使黄 铜矿氧化。蒋 俊洋 6 J 等采用氧气催化 氧化酸浸 硫化铜精矿 ， 加入 0 ． 2 mo l ／ L催化剂和 2 ． 0 m o l ／ L 氯化钠 ， 3 mo l ／ L H ， S O 4 ， 液 固比 L ／ S 5 1 ， 8 5 ℃ ， 浸 出 6 h ， 浸 出率 达 9 8 ％以上 。B ． A． 巴甫 洛夫斯 基 _ 等对矿物成 份复杂的低 品级 氧化 一硫化铜 精矿进行氧化 一硫酸化焙烧 ， 硫 酸浸出和水解净 化提取 铜 ， 半工业 试 验结果 表 明 ， 氧化 一硫 酸化 焙 烧温度 以 5 0 0 ℃ 为最佳 ， 此时 ， 不仅铜 的浸 出率 高， 而且浸出时生成的亚铁酸盐量少 ， 浸出液中含 有一些难溶的杂质 ， 可 以采用石灰和氢 氧化钠作 中和剂的两段水解净化流程 ， 除去溶液中的铁 ， 铝 和硅。严 明英 J 就硫化铜 矿浸 出的理论基 础研 究 ， 从热力学角度分析了在硫酸体系中硫化铜矿 浸出 的可能 性 ， 并对 浸 出过 程 的 机 理进 行 了动 力 学分析 ， 在此基础上进行力学实验考察各种 因素 温度 、 硫酸浓度、 氯酸钠加量及反应时间 对硫化 铜矿浸 出的影响， 确定了浸 出的最佳工艺条件。 1 ． 1 ． 2铜 的萃取 剂 用溶剂萃取 一电积法 S XE W 生产铜 ， 是 有色金属工业应用溶剂萃取技术最成功的例子之 一 。有人 甚至认 为 ， 这 是 过 去 1 0 0年来 铜 回收 技 术的重大成就之一。由于近几年来高效萃取剂的 发展 ， 萃取容量增加、 速度提高及反萃效率的改 善 ， 萃取及反萃作业 的段数已减少为逆流萃取二 段 、 反萃一段 ， 从反萃作业得到的有机萃液可直接 返回萃取作业 ， 而富铜 电解液中混入的有机萃取 剂可用浮选法仅添加起泡剂就可 回收， 因此萃取 剂的消耗量可以减少。现在下面就铜的萃取剂近 几年 的发 展做一 些介 绍 。 铜溶剂萃取 剂的结构与选矿药剂 的结构一 样 ， 一直都是关注与研究的热点 ， 兰兴华 9 J 就铜 溶剂萃取剂的结构 和发展做了一些概述 ； 彭钦华 等【 1 0 J 研究了羟肟类铜萃取剂的结构与性 能的关 系， 并考察 了铜萃取剂 B K9 9 2和 L I X 9 8 4的对 比 萃取及 混合萃 取性 能指标 ， 结 果表 明 B K9 9 2和 L I X 9 8 4的使用性能相 当， 两种铜萃取剂相互混合 不影 响使 用性 能 指 标 ， 他 还介 绍 了铜 萃 取 剂 B K 9 9 2 在德兴铜矿 的对 比萃取扩 大试验 以及在 云南东川矿 务局科 研所 的实际应用情 况 ， 指 出 B K 9 9 2对铜的萃取率 8 5 ． 5 ％～9 8 ． 8 ％， 反萃取率 5 3 ． 2 ％～6 4 ． 0 ％， 铜的净传递量 2 ． 4 4 ～3 ． 7 7 g ／ L， 能克服萃取生产运行中絮凝物的影响 ， 没有降解 ， 稳定可靠[ 1 1 J 。马倩玲 J 还从环保角度 看 B K一 9 9 2铜萃取剂的应 用前景做的探讨 。认 为 B K一 9 9 2是一种环保 型萃取剂 ， 自身生产合成符合我 国的产业政策和清洁生产工艺要求 ， 可以替代进 V I 国外产 品 ， 具 有广 阔的应 用前 景 。刘 有才 1 3 ] 等 采用国产化工原料合成 了 Ma c l 0铜萃取剂 ， 进行 了萃取剂用量、 有机相与无机相相 比 O／ A 、 萃取 平衡 p H值 、 萃取动力学、 萃取热力学、 反萃动力 学试验、 反萃剂酸度试验。结果表 明， Ma c l 0铜萃 取剂具有 良好萃取性能， 当萃取剂用量为 1 5 ％， 相比 O／ A 为 7 5 ％， 萃取平衡 p H3 ， 萃取 时间 为 3 mi n ， 萃取温度为 2 9 8 K， 反萃剂时间为 2 mi n ， 反萃剂酸度 为硫 酸浓度 1 8 0 g ／ L时， 萃取率不 小 于 9 3 ％， 反萃取率不小于 9 6 ％， 且水相中 C u 浓 度愈高， Ma c l 0 对铜的萃取性能愈好。吴芳 1 J 采 用 M5 6 4 0一煤油 一H2 S O4 萃取体系分离硫 酸镍 维普资讯 第 2期 罗仙平等 近年化学选矿技术进展 中 C u 2 的工艺 ， 确定 了从 含 有高浓 度硫 酸 镍 的溶 液中萃取 C u 的最佳工 艺条件 以及负载有机相 反萃工艺条件。结果表 明， 以 M5 6 4 0为萃取剂 、 硫酸溶液为反萃剂 ， 经 3级萃取 、 3级 反萃后 ， 可 以从含有高浓度硫酸镍 的溶液 中分 离出 9 9 ． 9 ％ 的 C u 2 、 Ni 的萃取少于 0 ． 5 ％。陈永强[ J 等采 用 L I X 9 8 4 N作萃取剂 ， 经一级萃取 ， 溶液 中铜 的 萃取率大于 9 9 ％； 用 1 8 0 g ／ L硫酸溶液对负载有 机相进行反萃 ， 经二级逆流反萃剂， 铜的反萃率达 9 9 ％以上。采用 L I X 5 41 0 0作萃取剂。经过四 级逆流萃取铜 的萃取率达 到 9 9 ． 5 3 ％； 用 3 0 g ／ L 硫酸溶液对负载有机相进行反萃 ， 经一级反萃 ， 铜 的反萃率大于 9 9 ． 9 ％。王红鹰_ 1 6 _ 等简述铜萃取 剂 KM 的研究 开发 状况 ， 并 与进 口产 品 M5 6 4 0进 行了小 型、 连续 萃取性 能 对 比试 验， 结果显 示 KM萃取剂性能优 良， 技术指标和萃 取性能与用 户现场生产使用的进 口萃 取剂 L i x 9 8 4完全一致 且略好 ， 并与 L i x 9 8 4有 良好 的兼容性 ， 应用 KM 萃取剂能生产 出合格的标准阴极铜产品 ， 完全可 以在湿法炼铜中推广应 用。胡根华_ 1 J 介绍紫金 山高硫次生硫化铜矿用 L i x 9 8 4 N进行 萃取的情 况 ， 当 L i x 9 8 4 N浓度为 6 ％～7 ％， 混合室相比 O ／ A 为 1 1 ， 混合时问为 3 mi n ， 澄清速率为 3 ． 6 m ／ m ． h ， 萃取率达 到 9 5 ％。王成彦_ 1 8 _ 根据新疆砂 岩型铜矿资源和 自然条件等特点 ， 对不同浸出工 艺条件、 不同浸 出溶液进行 了溶剂萃取的工艺基 础研 究 。马玖 彤 【 1 9 J 研 究 了 铜 精 矿 催 化 加 压浸 取 净化除铁后， 料液 中铜镍的萃取分离及 串极模拟 实验。采用 L I X9 8 4萃取剂， 在料液 p H4 ． 0时 铜镍分 离效 果较 为理想 。 1 ． 2 铝土 矿的脱 硅技 术得 到 了发展 我 国铝土矿资源探明储量达 2 3亿吨， 居世界 第五位 。在全国 1 8个省 、 自治 区、 直辖市 已查明 铝土矿 产 地 2 0 5处 ， 其 中大 中 型产 地 7 2处 均不 包括 台湾省 ， 主要分 布在山西 、 河南 、 贵州、 广西 四省区， 合计 占全 国总储量 的 8 5 ． 5 ％， 在该四省 区内均有 大型 氧化铝 生产 基 地 。我 国铝 土矿 主要 为一水硬铝石型铝土矿 ， 有高铝 、 高硅、 低铁 的突 出特点， 铝硅比偏低 ， 矿物组成复杂 ， 嵌布粒度细， 嵌布关 系复杂， 铝矿物和铝硅酸盐矿物的可磨性 差 异较 大 。我 国主要 铝 土矿 产 区情 况 见表 1 。初 步统计 ， 铝 硅 比大 于 7的矿 石 占一 水 硬 铝石 型 矿 石 总量 的 2 7 ． 4 8 ％， 在 5 ～7之 问 的矿石 量 占 3 3 ． 9 9 ％ ， 小 于 5的矿石 量 占 3 8 ． 5 3 ％。 表 1 中 国主要 铝土矿 石产 地的 矿石特 征 目前 我 国 的氧化铝 生产工 艺 主要采 用生产 工 艺复杂、 流程长、 投资大、 成本高的混联法和烧结 法。以生产能力计 ， 混联法 占 6 9 ． 4 ％， 烧结法 占 2 0 ． 2 ％， 拜耳法仅占 1 0 ． 4 ％。世界上采用拜耳法 生产的氧化铝约占 9 0 ％左右 ， 烧结法和联合法只 占 1 0 ％左右。而拜耳 法生产氧化铝 的直接 能耗 与问接能耗都 比烧结法和联合法低。下面就我国 铝土矿近四年脱硅技术做简要概述。 何润德 等研究处理了 A／ S 5 的铝土矿 两段烧结工艺 。试验表明， 工段烧结最佳条件 碱 比为 1 ． 2 、 烧 结温度 1 1 0 0 ℃、 烧结 时间 4 0 mi n ； 1 I 段烧结最佳条件 ； 钙比 2 ． 2 5 、 烧结温度 1 2 0 0 ℃、 烧 结时间 3 0 mi n ； 工段溶出温度高于 9 5 ℃后脱硅作 用明显 ， 溶液硅量指数可达 4 0 0以上； 两段烧结工 艺氧化铝溶 出率 T ] A 标可达 9 8 ． 2 2 ％， 总的化学碱 耗 为 1 1 ． 2 6 k g 。范 晓慧 _ 2 J 等 针 对 中 、 低 铝硅 比 的 一 水硬铝石 一高岭石型铝土矿 ， 进行了回转窑焙 烧和常压碱浸脱硅试验研究， 结果表明 该工艺是 可行 的， 其 焙 烧工 艺条 件 为 焙 烧 温度 1 0 5 0～ 1 1 0 0 ℃， 焙烧时间 1 5 --2 0 mi n ； 常压碱浸脱硅工艺 条件为 Na ， O浓度为 1 0 0 ～1 5 0 g ／ L ， 液固比 4 ～5 的条件下 ， 溶出温度为 9 0 ℃左右， 溶出时间为 2 h 。 此时脱硅率达 5 5 ． 2 0 ％， 精矿铝硅 比 A／ S 为 9 ． 9 ， 与加压溶出条件下取得的脱硅效果相当。而采 用两段溶出脱硅 能够提高焙烧 的脱硅率， 显著缩 短溶出时间。当第一、 二段溶 出时间均 为 3 0 mi n 时 ， 焙烧矿的脱硅率可达 5 9 ． 6 5 ％。高压拜 耳法 溶出试验表明 经过焙烧脱硅得到的铝精矿 的脱 硅率 比原矿高。范晓慧_ 2 J 等对焙烧脱硅新工艺 维普资讯 1 2 罗仙平等 近年化学选矿技术进展 第 2期 还做了机理研究 。 生物脱硅也有一定 的进 展。钮 因健 等_ 2 3 J 为 了找到能从高硅含量铝土矿中脱硅 的细菌 ， 利用 无氮铝硅酸盐矿物培养基对菜 园土、 生物钾肥、 铝 土矿等材料进行 了硅酸盐细菌的分离 ， 筛选到一 株编号为 G S Y一5 的产荚膜芽孢杆菌 。通过对 该细菌的形态 、 生理生化等表型特征以及固体、 液 体培养条件研究 ， 发现该细菌菌体大小为 1 ～1 ． 2 m 4～7 i r t ， 荚膜呈椭 圆形 ， 大小为 5 ～ 1 5 u m 1 0 ～3 0 t L m； 培养后期产 生芽孢 ， 芽孢 呈椭 圆 形 ， 大 小 为 1 ． 5 ～ 1 ． 7 m 3 ～4 m。 通过比较该菌与胶质芽孢杆菌模式菌株的生理化 特征 ， 可认 为 G S Y一5 菌株 是硅 酸盐 细 菌胶 质芽 孢杆菌。使用 G S Y一5 菌株对 5种含有不同铝 硅酸盐矿物的铝土矿进行 了生物脱硅研究， 浸出 条件为 p H 7 ． 2 ， 3 0 ℃ ， 2 0 0 r ／ mi n ， 矿浆含量 5 ％， 浸 出 7 d 。 ． 5种矿样的 A／ S分别从 4 ． 5 8 、 6 ． 7 4 、 6 ． 0 3 、 5 ． 0 9 、 2 ． 9 3提高到 5 ． 8 8 、 8 ． 4 5 、 8 ． 5 5 、 6 ． 7 9 、 1 3 ． 5 4 ， 表 明该株 硅 酸盐 细菌具 有一 定 的脱 硅能力 。 1 ． 3大洋 多金属 结核 的化 学选 矿得 到发 展 大洋多金 属结 核 由于 富 含 C u 、 C o 、 Ni 、 Mn等 有价金属而作 为人类未来潜在的资源， 吸引了越 来越多的矿冶工作者进行研究和开发。由于大洋 多金 属结 核的 特殊 物理 和化 学性 质 以及矿 物学特 性， 决定了化学选矿法是处理该类 资源 比较适宜 的方 法 。由于 多金属 结 核在 酸性水 溶 液 中具 有较 强的氧化性 ， 以前化学选矿法处理常采用还原物 质来破坏这些 氧化物， 使结核 中 C u 、 C o 、 Ni 、 Mn 释放进 入 溶 液。常 用 的还 原 剂 有 S O ， 、 S O 2 _ 、 F e z 及有机还原剂等， 但这 些物质会影响后续有 价金属的提取； 也有用 Ni S 、 C u ， S等作还原剂 ， 但 因为还原物质中镍和铜含量较高 ， 使镍或铜浸出 率下降 。直接电解法是上世纪 9 0年代之后提出 的方法 ， 它以氯化钠或氯化铵作为电解质 ， 在阳极 利用 N a 2 S与 H C 1 反应生成 H2 S ， H 2 S水解 生成 HS 一 再 与多金属 结核的氧化物反应 生成 中间物 质， 到 阴极 还 原 成 金属 ， 但 此 法要 消 耗 大 量 的 Na 2 S ， 且有价金属 回收率 比较低 。对此 ， 尹飞[ 2 4 J 等采 用矿 浆 电解 法 对 大 洋 多 金 属 结 核 进 行 了 浸 出， 矿浆 电解试验 研究 表 明， 采用 矿浆电解法在 HC 1 一N a C 1 体 系 中处 理 多金属 结核 矿是 完 全 可行 的 ， 其 最 佳 条 件 为 N a C 1 1 2 0 g ／ L， Mn 4 0～ 7 0 g ／ L， 温度 7 0 ℃ ， p H0 ． 5 ～1 ． 5 ， 阴极 电流 密 度 2 0 0 A／ m2 ， 液固比 6 ～1 0 mL ／ g ， 通 电量 为锰 的理论浸 出电量的 0 ． 8倍 。Mn 、 C o 、 C u 、 Ni 的浸 出率均 为 9 7 ％ ， 平 均 槽 压 2 1 6 V， 吨 矿 平 均 电 耗 7 0 0～ 9 O 0 k wh ， 3 7 ％浓度 的盐 酸耗 量 1 ． 5 ～ 1 ． 8 t 。同 时 ， 吨矿生产合格的电解二氧化锰 1 9 0 ～2 8 0 k g ， 取 得 了较好 的技 术指标 。 采用微生物浸出技术处理大洋多金属结核也 有一定的进展。李浩然[ 2 5 ] 等进行微 生物浸出大 洋多金属结核中有价金属的研究 ， 实验结果表明 在常温 、 酸性、 厌氧条件下 ， 按一定 比例添加微生 物培养基和供电子体 ， 采用从酸性矿水 中分离 的 J B值 ， 结核无需 干燥 、 磨细 、 浸 出时间为 5 d ， C u 、 C o 、 Ni 、 Mn 、 T i 、 Mo等金属可高效浸出， 采用此方 法对陆 地氧 化锰矿也进 行 了实 验， 浸 出时间 为 9 d ， 在此实验基础上， 建立了一种微生物催化 ， 在 厌 氧条 件下 ， 还 原浸 出氧 化 锰矿 物 中有 价 金属 的 方法， 运用此方法可对氧化锰矿物进行综合利用。 对大洋多金属结核浸出贵液中镍、 钴 、 铜的分 离 ， 也 是 个 难 题 。汪 胜 东 E 2 6 ] 等 采 用 L I X 8 4从 氨 性溶液 中萃取分离镍、 钴 、 铜。首先采用 5 级逆流 共萃余 液中， 含铜、 镍 的负载有机相经二级 洗涤 氨； 用镍电解废液进行 7级逆流选择性萃镍 ， 实现 镍与铜的初步分离 ； 然后从含铜有机相中反萃铜 得到纯净的硫酸铜溶液， 选择性反萃镍得到含有 少量铜 的粗镍液， 该液仍采用 L I X 8 4萃取脱铜 ， 并回收铜 ， 从而将铜、 镍彻底分离， 实现 了用一种 萃取剂分离氨浸液中的镍 、 钴、 铜。联动连续转试 验结果表明， 采用本研究确定的萃取工艺流程和 萃取设备处理氨浸液 ， 萃取分离效果好 ， 试验结果 稳定、 可靠 ， 金属 回收率高 ， 萃取 回收率 分别 为 Ni 9 9 ． 0 ％ ， C o 9 9 ． 7 ％， C u 9 9 ． 9 ％。取 得 了较 好 的 试验 指标 。 2 稀有金属 的化学选矿 稀有金属的化学选矿主要包括钨 、 钼、 钽、 铌 、 稀土等的化学选矿 ， 其 中以稀土的化学选矿 引人 瞩 目。 维普资讯 第 2期 罗仙平等 近年化学选矿技术进展 1 3 2 ． 1 稀 土矿 的化学选 矿 我国稀土资源丰富 ， 储藏量 占世界总储量的 8 0 ％， 而且轻、 中、 重稀土元素齐全， 元素配分有价 组分含量高， 目前 已经从一个稀土资源 大国发展 成为一个稀土精矿 、 单一稀土金属、 氧化物 、 合金 的稀 土工 业 生 产 大 国 _ 2 。关 于稀 土矿 的化 学 选 矿的文献报道也很多[ ， 但 主要 集 中在风化 壳淋积型稀土矿的浸出【 ’ ] 方面。 风化壳淋积型稀土矿 ， 是我 国特有的离子吸 附型稀土矿产资源 ， 广泛分布于我国南方等省区， 由于此类矿石采用常规的物理选矿方法无法使稀 土富集为相应的稀土矿物精矿 ， 化学浸取技术便 成 为提 取 此类 稀 土 矿 物 的 唯一 技 术 _ 2 。经 过 多 年的研究 ， 我国在此类矿种的开发研究方面取得 了极大的进展 ， 尤其是离子型稀土矿原地浸矿新 工艺的出现 ， 解决 了稀 土矿原采用 的池浸 工艺存 在的水土流失、 环境污染 、 资源利用率低等问题， 为稀 土 矿 山 开 发 开 创 了 崭 新 的局 面 。 对 此 ， 文 献 - 2 9 J 综述了该类稀 土矿床 的类 型与特征 和 目前 采用的各种开采方法与提取工艺 ， 并重点阐述了 用原地溶浸法开采离子吸附型稀土矿的浸析机理 和开采过 程 中采用 的 主要 技术 措施。另外 ， 文 献- 2 8 J 还指出风化壳淋积型稀土 的化学提取技术 的发展方向主要是原地浸矿工 艺的完善、 稀土母 液中稀土离子的沉淀率的提高及沉淀过程中稀土 晶体颗粒尺寸的控制等几个方面。 为 了提高 风化 壳淋 积 型稀 土矿浸 出时 的浸 出 效率， 减 少浸 出剂用 量 ， 缩 短浸 出时 间 ， 邱廷 省 等[ 3 0 J 提出了水 系磁化强化浸 出风化壳淋积型稀 土矿的新技术， 研究结果表明， 在浸出过程中， 采 用磁场 强 化浸 出， 不仅 可 以提 高 浸 出率， 而且 N H4 2 S O 4 的淋洗浓度还可适 当降低 ， 即可降低 浸取 剂 的 用 量， 每 吨 原 矿 可 减 少 用 量 1 0 ％ ～ 1 5 ％， 浸取时间也可缩短 2 h左右 ， 在实际生产中 相应提高了矿 山的处理能力。同时， 邱廷省等l 3 1 J 把磁处 理技 术应 用在 草酸 沉 淀稀土 浸 出液 的工 艺 过程中， 考察 了磁场强度、 磁化时间以及磁化方式 等因素对稀土沉淀效果的影响， 并将常规条件的 草酸用量和磁处理条件 下的草酸用量进 行了对 比。研究结果表 明， 将磁处理技术应用于此沉淀 过程 可提 高草 酸稀 土的 纯度 ， 减 少 草酸 的消 耗量 ， 从而为降低离子型稀土矿山 的生产成本 ， 增加稀 土 的有效 回收提供 了一 种新工 艺 。 李春_ 3 等针对离子型稀土矿原地浸矿 中的 反吸附问题 ， 开展了室内与现场试验， 探讨 了存在 反吸附现象的机理与原 因， 提出了防范原地浸矿 出现反吸附问题 的措施。余斌等[ 3 3 ] 针对奄福塘 矿 区是 寻乌 河岭 特 大 型稀 土 矿 床 的一 部 分 ， 该 矿 区储量丰富、 品位较低 ， 属典型全复式风化壳类型 矿床 ， 适 宜开 展原 地 浸 出工 业 化 回收 。以 寻 乌稀 土公司等单位完成的室内浸 出试验为依据 ， 详细 论述 了原地浸出技术方案、 投资估算和经济效益。 方案研究表明， 原地浸出的实施既能为矿 山带来 显著 的经济效益， 同时将极大地提高矿产资源开 发 利用 水平 。 南方稀土矿浸出过程中， 铝是影响产品质量 的主要杂质。欧阳克氙- 3 J 等研究在浸矿剂 中加 入 抑制 铝浸 出 的添 加剂 ， 抑制 浸 矿过 程 中铝 的浸 出。经优化试验 ， 结果表明 对于南方某 稀土矿。 在浸矿剂中加入 0 ． 0 5 ％的抑铝剂 HZ A， 控制浸矿 剂溶液 p H值为 5 ． 5时， 所得浸出液中铝 的含量 减少 5 6 ． 8 5 ％， 而稀土浸出率几乎不损失。 除离子吸附型稀土矿外的其它稀土矿物直接 生产 稀土 产 品 也 是研 究 的热 点 。时 文 中【 3 5 】 等研 究了固氟氯化铵焙烧法分解包头混合型稀土精矿 回收稀土的动力学。结果表明 固氟焙砂 的氯化 反应过 程 符 合 B a g d a s a r y m 提 出的 区 域 反 应 速 率 模型， 氯化反应过程经过了两个串联反应步骤， 且 反应 生成物 的核按 一 个 方 向长 大 ， 反 应 速 率 方程 遵从 E r o f e e v方程的串联 反应步骤模 型， 反应表 现活化能 E a为 3 6 ． 8 3 1 k J ／ mo l ， 过程控 制步骤是 内扩散控制。诸爱士- 3 6 J 等研究 了用 氯化 铵作为 固体氯化剂来氯化稀土氧化物制取稀土氯化物的 工艺。考察了焙烧温度 、 焙烧时间、 氯化铵用量三 个因素对稀土氯化物浸出率的影响。并通过正交 试验确定 了较合适的反应条件 焙烧 温度 3 5 0 ℃， 焙烧时间 1 0 0 mi n 。NH 4 C 1 稀土样 品为 1 2 摩 尔 比 ， 稀土的浸出率达到了 9 0 ％以上。徐盛 明 ’ 等介绍了选择性氯化铵焙烧法提取稀土的热力学 基础 及处 理 四川攀 西 稀 土矿 的黑 色 风 化 矿 泥 、 原 维普资讯 1 4 罗仙平等 近年化学选矿技术进展 第 2期 矿、 精矿、 尾矿 和山东微 山中品位稀土精矿 、 白云 鄂博中品位混合精矿的试验情况 ， 以及二氧化铈 和氧化镧的氯化过程及其 机理研究结果。朱 国 才 8 J 等对白云鄂博中品位混合稀 土精矿经脱氟 处理 ， 采用氯化铵法 回收稀 土， 考察 了反应温度， 时间及固氟剂用量对稀土氯化的影响， 在最佳条 件下稀土浸出回收率达到 8 5 ％， 而浸出液 中非稀 土杂质的含量低 ， 特别是钍 的含量仅为 0 ． 0 0 0 1 g ／ L WR E ／ T h 8 ． 0 5 X 1 0 ， 从 而 实 现 了 稀 土 与钍 等非稀土的预分离 ， 达到了选择性氯化混合稀土 矿 中稀土 的 目的。 2 ． 2 钨 、 钼 、 铋 的化 学选矿 在钨的选别 中 ， 浸出和压煮法 是现在钨矿 的化 学方法之一。随着黑钨矿资源枯竭 ， 白钨矿代替黑 钨矿资源已逐渐成为未来钨选冶的发展趋势 ， 简单 有效的钨选冶技术已成为众 多学者研究 的焦点。 丁治英E 3 9 ] 等针对氟盐浸出 白钨矿工艺， 通过热力 学计算 ， 绘 制 了浸 出溶液 含氟 0 ． 1 0 mo l ／ L和 0 ． 1 2 m o l ／ L时各组分的平衡浓度对数图， 并利用此图 对氟盐浸出白钨矿工艺进行 了热力学分析。赵秦 生 介绍 了国外 在硬质合金 及其 原料 生产 中微 波 加热技术的应用情况 ， 着重介绍了新近出现的黑钨 精矿微波苏打处理法， 即在苏打含量为 3 0 ％、 烧结 温度为 8 0 0 ～8 5 0 ℃、 恒温处理时间为 2 0 ～3 0 ra i n的 条件 下 ， 烧 结料 水浸 时 W 的 浸 出率为 9 9 ％。徐 志昌 l J 等针对由我国栾川浮选钼尾矿综合回收伴 生 ， 难选 白钨矿 的 系统 工程 问题 ， 其 中包 括锥 型 螺 旋分级， 重选和浮选联合选矿， 酸性洗涤， 搅拌交流 电场碱分解以及蒸发 一结晶和离子交换化学分离 等过程， 进行 了专题性和系统性研究。魏庆玉【 4 2 J 从碱浸钨矿的湿法冶金原理分析， 使钨冶金工作者 开始重视碱用量 ， 浓度 、 硅酸盐、 磷酸盐、 铝酸盐及 活性氧化物等易与钙生成溶度积低， 化学稳定性强 的净化沉淀试剂 ， 抑制碱浸操作中液 一固分离发生 返钙现 象 及矿 浆 Na O HI - I 2 O 系 中 允许 钨 的 N a 2 WO 4 溶解 量 的重 要 性 和实 践意 义 ， 提 出钨 冶 金工厂生产工艺、 设备技术创新措施。方奇 介 绍了苛性钠压煮法分解白钨矿的工艺及设备， 该法 具有以下特点 1 对矿石的适应性强； 2 钨分解 率高， 杂质浸出率低； 3 工艺及设备简单， 易于实 现规模化生产 ； 4 工艺及设备 同处理黑钨的流程 相似， 投资少、 灵活性强。徐迎春[ ] 等还从热力学 和动力学 角度 对我 国 白钨矿 浸 出的几 种 主要 工 艺 进行了分析介绍 ， 并指出了白钨矿分解方法的发展 趋势及 方 向。 在钼矿的化学选矿 当中， 近 四年的研究 主要 集 中在钼矿物的浸 出方面。符剑刚等 6 J 评述 了辉钼矿的传统提钼工艺和湿法分解工艺。认为 随着资源 、 环保要求和现代工业的发展 ， 常温常压 条件下钼的湿法提取已成为钼工业发展的主流方 向， 其 中电氧化是最具发展前途的辉钼矿湿法提 取工艺。吉兆 宁等 7 J 对金堆城钼矿的矿石样 品 进行 的矿 石矿 物 学研 究 表 明 ， 钼矿 石 属 原 生 硫 化 矿 ， 钼矿 物 主要 为辉 钼矿 ， 矿石 品位 低， 含钼 为 0 ． 0 7 8 ％。进行 的室 内浸 出试验 表 明 ， 细菌 浸 出时 钼 的浸 出率 高于化 学浸 出 的浸 出率摇 瓶试 验 时可 提高钼浸出率 1 1 ％， 柱浸时提高钼浸出率 8 ， 1 ％。 摇瓶 试验 时 的 化 学 浸 出率 在 2 0 ． 2 ％ ～2 4 ． 1 ％之 间， 细菌浸出率为 3 5 ． 1 ％， 吴保林【 4 8 J 等研究 了机 械活化对辉钼矿浸出动力学的影响。机械活化处 理使辉钼矿在 HN O 一H ， S O 4 溶液中的浸出反应 的表观活化能逐步降低 ， 但幅度不大。在行星式 离心球磨机中剧烈活化 4 0 mi n后 ， 浸出活化能较 未 处理 时 低约 6 k J ／ mo l 。这 是 由于 辉 钼 矿 呈层 状 结构 ， 层与层之间由微弱的范德华力维系 ， 在受到 外力作 用 时 ， 很 容易发 生层 间滑移 ， 一定 程度 上化 解了这种作用力。邹振球l 4 9 J 等介绍 了德兴铜矿 应用石灰焙烧钼精矿 一酸浸 一萃取 一离子交换回 收钼铼的优化工艺研究及生产实践 ， 钼精矿经石 灰焙烧 以后 ， 钼焙砂 中的钼酸钙很容易用稀硫酸 浸取出来。生产中浸 出工序参数控制 为 硫酸浓 度 5 ％ 体积分数 ， 液 固比为 3 ， 温度 为 9 0 ℃ ， 搅 拌浸出时间 2 h 。钼的平均浸 出率为 9 8 ． 5 ％。王 小东L s 0 ] 针对毛洋头 5 7 0矿床为原生铀矿床 ， 其 中 S i O ， 质量分数在 7 0 ％以上， 钼的质量分数分别为 0 ． 4 7 5 ％， 采用稀酸淋浸法可浸 出其 中的钼。矿石 粒径小于 1 0 mm， 淋浸剂质量浓度 1 0 g ／ L， p H2 ． 0 左右 ， 电位 一4 0 0 mV 以 上 ， 氧化 剂 F e 2 S O 4 ， 浸 出 1 3 4 d ， 钼 的浸 出率 在 5 0 ％左 右 。 在我国的铋矿石资源中， 下转第 1 7页 维普资讯 第 2期 陈德明 钼矿石浮选工艺试验研究 1 7 精 矿过 滤 比较 困难 。 水玻璃试验用量为 0 k g ／ t 、 0 ． 1 k g ／ t 、 0 ． 2 k g ／ t 、 0 ． 3 k g ／ t ， 固定其它条件 捕收剂用量 0 ． 2 k g ／ t 、 矿 浆浓 度 4 O ％。试验 结果 见 图 4 。 由图 4的试 验 结 果 表 明 随着 水 玻 璃 的 加 入 量 增 加 ， 钼精 矿 的 品位 有 所增加 ， 而 钼的 回收率 有 所下降， 综合考虑钼精矿的品位 、 回收率以及对过 滤的影响， 合适 的水玻璃加入量应该为 O ． 1 ～O ． 2 k g／ t 。 ～ { 墨 图 4 水玻 璃用 量试 验 4 闭路试验 在探索性试验和条件试验的基础上 ， 将