硫化钼精矿酸性加压氧化试验研究

硫化钼精矿酸性加压氧化试验研究
吴红林;黄成雄;李加平;党庆楠
【摘要】本文针对辉钼矿粒度和分散剂、加压温度、氧气压力、加压时间和液固比等影响辉钼矿加压浸出的影响因素进行研究,研究出辉钼矿加压浸出的适宜工艺条件.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2016(000)012
【总页数】3页(P24-26)
【关键词】硫化钼精矿;加压;氧化;试验研究
【作者】吴红林;黄成雄;李加平;党庆楠
【作者单位】云南驰宏锌锗股份有限公司;云南驰宏锌锗股份有限公司矿冶研究院;云南铅锌资源综合利用企业重点实验室;云南铅冶金工程技术研究中心;云南省企业技术中心,云南曲靖655011;云南驰宏锌锗股份有限公司;云南驰宏锌锗股份有限公司;云南驰宏锌锗股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF841.2
某公司在黑龙江大兴安岭地区拥有铅锌钼多金属矿，钼金属量达到80多万吨。

为了实现钼的综利用，该公司开展了钼精矿加压氧化技术攻关，目的是研究出钼精矿加压浸出工艺技术，获得适宜的辉钼矿加压浸出试验研究条件，为回收钼及铅锌铼等有价金属提供有利条件，为公司储备钼精矿冶金新技术。

目前提取钼的主要原料为辉钼矿，辉钼矿的处理方法有氧化焙烧和湿法分解。

1.1 辉钼矿火法冶炼
1.1.1 焙烧-氨浸法
焙烧-氨浸工艺是钼的经典冶金工艺，焙烧的目的是使辉钼矿中二硫化钼的钼硫分
离开来，使不溶于氨水的二硫化钼经过焙烧后转化为易溶于氨水的三氧化钼。

该工艺产生大量SO2气体，对环境存在污染，还存在工艺流程长、金属回收率低、成本高、产品的品质低、劳动强度大等缺点。

对该工艺进行了改进和优化，主要是加助剂焙烧辉钼矿、熔盐氧化法、闪速炉焙烧、微波氧化焙烧、非氧化焙烧工艺等方法，效果有所改善。

1.1.2 真空热解法
真空热解法分为硫化钼的挥发和挥发硫化钼的热解，并通入氢气使产物在还原气氛中冷却，热解得到的产物含Mo大于99.6%，但是存在能耗相对较高的缺点，仅
仅开展了实验室研究。

1.1.3 熔池熔炼法
熔池熔炼法是基于冰铜能够溶解硫化钼，而不溶解钼精矿中氧化物等脉石成分，使硫化钼溶解到冰铜中，冰铜再进行氧化吹炼，使硫化钼被氧化成为氧化钼而与冰铜分离。

冰铜不氧化，其再返回作为利用，主要缺点金属互含。

1.2 辉钼矿湿法分解
湿法分解工艺按操作条件的不同可分为常压分解和高压分解。

所用的溶液既可以是酸性也可以是碱性。

在不同的PH条件下，分解产物的形态也不同。

酸性条件下钼的氧化产物为MoO2+；碱性条件下，产物主要是以MoO42-形态存在。

1.2.1 硝酸分解法
采用硝酸在加热的条件下，能有效地将辉钼精矿氧化生成钼酸沉淀。

该方法的优点是取消了焙烧工序，避免了废气污染。

该方法的主要缺点是消耗大量的硝酸，精矿
要求粒度要细；腐蚀性严重，所用设备必须选用优质昂贵的材料制造。

1.2.2 次氯酸钠分解法
NaClO分解法有良好的选择性以及浸出率高、反应温度低等优点，但次氯酸钠的耗量太大，而且此法仅适用于处理低品位复杂矿。

目前，次氯酸钠的改进工艺－氯碱法，可解决药剂成本问题，但会造成氯污染。

1.2.3 电化学氧化法
电化学氧化法具有操作简单、金属浸出率高、反应条件温和、原料消耗少、无污染等优点，该工艺消耗的主要是电能较高。

1.2.4 酸性氯酸钠分解法
该方法的优点是氧化剂的氧化性很强，不仅可以氧化辉钼矿，也可以把伴生的其他金属硫化物也一起氧化，因此钼的浸出率很高，而且便于从溶液中综合回收各种有价金属。

该方法最大的缺点是氧化剂消耗量大，选择性差。

1.2.5 酸或碱介质中加压氧分解法
该工艺实质是在通入氧气的情况下加温加压，使钼精矿氧化而直接沉析钼酸或氧化转化成为钼酸盐。

加压氧分解法的主要优点是原辅材料消耗低，金属回收率高，能避免防止SO2气体污染环境。

缺点在于要求高温高压，且腐蚀性大对设备要求严格。

加压浸出技术是现阶段较好的工艺技术，国内许多厂家都采用该方法回收钼。

本实验拟采用酸性加压氧化工艺技术开展试验研究。

2.1 钼精矿成分和粒度
2.1.1 钼精化学矿成分
2.1.2 钼精矿粒度
2.2 试验研究原理
首先进行氧压酸浸，以确定氧压过程中Mo可能的分布形态，也才能确定后续工艺的合理性或可能性，也称为该研究的重点。

在氧压酸浸过程中，MoS2被氧化：
该反应希望实现钼精矿中S转化为元素S，但要实现Mo的浸出必然有部分硫转
化硫酸，与形成Mo化合物结合，可见氧化过程中有适量的酸能够加快钼精矿的
氧压酸浸过程。

在氧压酸浸过程中加入硫酸，减少氧压酸浸时S氧化所消耗的氧，则上述反应变为：
酸的加入在PH＞2时明显降低了氧气的消耗，但在PH＜2时则氧气消耗增加15%以上。

如果氧压温度比较高，氧压酸浸中元素S被氧化为硫酸：
反应的结果使Mo以（HMoO4）2SO4（PH＞2）或MoO2SO4（PH＜2）形态进入溶液。

在MoS2的氧化过程中，由于钼精矿含Mo较高，致使浸出液中Mo离子浓度比
较高，由于Mo以（HMoO4）2SO4（PH＞2）或MoO2SO4（PH＜2）在溶液中的溶解度有限，必然导致大部分的Mo以H2MoO4等形态残留在氧压浸出渣中。

2.3 辉钼矿氧压酸浸试验研究
在辉钼矿加压酸浸的研究中，针对辉钼矿粒度和分散剂、加压温度、氧气压力、加压时间和液固比等影响辉钼矿加压浸出的影响因素进行研究，研究出辉钼矿加压浸出的适宜工艺条件。

2.3.1 辉钼矿粒度和分散剂的影响
在辉钼矿的氧压酸浸中由于没有元素硫产出，分散剂木质素磺酸钠加入就没有作用。

在研究中，辉钼矿细磨后氧压酸浸效果反而不好，为此，采用原精矿粒度进行研究。

2.3.2 温度的影响
在钼精矿200.00g、-320目占95%、H2SO4浓度20g/L、液固比7/1、木质素0.20%、浸出时间4.0h和压力2.6MPa条件下，辉钼矿氧压酸浸试验结果如表3。

从表3的结果可见，随着氧压酸浸温度的升高，Mo的浸出率略有降低，但硫的浸
出率明显升高，同时升高温度，明显加快S的浸出率。

Mo的浸出率降低可以认为是S浸出率高时，浸出液中硫酸浓度升高，抑制Mo的浸出。

从该结果可见，合
适的氧压酸浸温度在200～220℃。

2.3.3 氧压的影响
在钼精矿200.00g、原矿粒度、液固比7/1、木质素0.20%、加压时间120min
的条件下，不同氧压对辉钼矿氧化浸出的试验研究结果如表4。

从表4的结果可见，随着氧压的增大，Mo浸出率开始增加，到一定的程度后，Mo浸出率变化不大，但S的浸出率基本随氧压的增加而增加。

在所研究的条件下，合适的氧压在2.0～2.6MPa。

2.3.4 时间的影响
在钼精矿200.00g、原矿粒度、液固比7/1、木质素0.20%、加压氧化温度200℃的条件下，不同氧化时间对辉钼矿氧化浸出的结果如表5。

从表5的结果可见，随着加压时间的延长，硫的浸出率升高，开始时基本与时间
成线性关系，到一定的时间后浸出速度减慢。

在8.0h的氧压酸浸时，S的浸出率92.23%，可见回辉钼矿的氧化与时间关系比较大，氧化时间应在8h以上。

2.3.5 液固比的影响
在原精矿粒度、H2SO4浓度20g/L、木质素0.20%、浸出温度200℃、浸出时间4.0h、压力2.6MPa的条件下，不同液固比对辉钼矿氧压酸浸的试验研究结果如
表6。

从表6的结果可见，随着液固比的升高，辉钼矿中S和Mo的氧化浸出率升高，
增加液固比有利于辉钼矿的氧化浸出。

但是，液固比增加，投资将增大。

综合考虑，液固比应在5～7。

通过研究，我们得到如下的研究结论：
⑴辉钼矿采用加压氧化工艺进行氧化是可行的。

⑵辉钼矿合适的加压氧化条件为：原矿粒度、不添加分散剂、温度200～220℃、压力2.2～2.6MPa、加压时间8h以上和液固比5～7/1。

⑷辉钼矿加压氧化浸出及Mo的回收工艺需要进一步研究，确定杂质的走向与分布后才能有效确定Mo的回收工艺。

⑸辉钼矿加压氧化时，稀有金属Re的走向和分布及综合回收工艺需要进一步研究后确定。

【相关文献】
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