贵州某彩钼铅矿碱浸工艺研究.pdf

第5 9 卷第3 期 2007 年8 月 有色金属 N o n i e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 9 ．N o ．3 A u g u s t200 7 贵州某彩钼铅矿碱浸工艺研究 汪胜东，蒋训雄，王海北，范艳青，张邦胜，王玉芳 。 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要研究某彩钼铅矿氧氧化钠浸出过程．考查温度、液固比、氢氧化钠浓度、粒度、漫出时问等因素对铝、铅浸出辜的影 响。结果表明，最佳浸出条件是温度7 5 E ，液同比2 l ，浸出时间l h ，氢氧化钠浓度9 0 9 ／L ，粒度一0 ．0 7 4 r a m 占8 0 ．2 ％。在该条件 下。钼的浸出率高达9 4 ．2 1 ％，铅的溶出率仅为1 4 ．7 1 ％。 ’ 关键词冶金技术；彩钼铅矿；氧氧化钠授出；钼授出率 中图分类号T F 8 4 1 ．2 ；T F l l l ．3 1 ；T 1 8 0 3 ．2 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 一0 2 1 l 2 0 0 7 0 3 0 0 6 5 0 4 贵州省某地储藏有丰富的钼矿资源，其中有大 量难选冶的彩铅钼矿，由于选矿难度大，富集比小， 回收率低等技术问题，至今尚无法得到大规模开采 利用。彩钼铅矿是含钼的铅锌矿在中性条件下的产 物。对彩钼铅矿，采用传统的选矿手段 重选、磁选、 浮选等 和常规的冶金方法，均无法使共生的钼和铅 分离。长期以来，彩钼矿作为铅矿用来冶炼铅，不但 铅的回收率低，而且价值比铅高近十倍的钼白白损 失，无法回收利用，造成极大浪费。全世界生产的钼 大多数是从辉钼矿 M o s 2 中提取的，其他多回收自 废催化剂，只有很少部分来自氧化钼矿。由于钼氧 化矿品位低，生产成本高，冶炼富集难度大，一直没 有大规模开采，但随着钼价格的升高，特别是从 2 0 0 4 年以来钼价一直处于高价位，使得高品位铅钼 矿的钼回收成为现实。 由于彩钼铅矿含钼量不高，不是生产钼系列产 品的主要途径，从其中回收钼的传统方法是硫化钠 浸出一盐酸沉淀一液氨溶解一再酸沉一再氨溶一结 晶一脱水一烘干，产品为钼酸铵。为了提高浸出效 率，对所提供的彩钼铅矿进行了浸出试验，经多方案 对比，最终选定采用氢氧化钠浸出体系，考察了温 度、液固比、氢氧化钠浓度、粒度、浸出时间等因素对 金属浸出率的影响。 1实验方法 1 ．1 原料 试验所使用的原料由贵州某公司提供，样品的 收稿日期2 0 0 7 1 一1 2 作者简介汪胜东 1 9 7 0 一 。男，安徽安庆市人，高级工程师，博士 生．主要从事湿法冶金等方面的研究。 多元素分析结果如表1 所示，X 射线衍射图谱如图 1 所示。由图1 可以看出，钼主要以钼酸铅 P b ． M 0 0 4 形式存在于精矿中，未看到明显的辉钼矿衍 射峰，说明硫化钼成分很少，另外精矿中主要矿物成 分还有硫化铅和碳酸钡。 表1 彩钼铅精矿主要化学成分 T a b l elM a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fw u f f e n i t e 蚺 ‘； ● 一 ． 蔷 ●盥． 2 0 ／ 。 图1 矿石的X 衍射图 F i g ．1X R Do fw u l f e n i t e 1 ．2 设备与操作 浸出试验的反应器为多口吸收瓶，置于可自动 控温的磁力搅拌装置上，将彩钼矿预先装入瓶中，然 后按计算量加入定量的水和浸出剂，启动磁力搅拌， 升温，温度到达指定温度后，反应开始计时。浸出反 应终点后，过滤矿浆，浸出渣用去离子水定量洗涤 后，经干燥、称重后取样分析，滤液和洗液计量后，取 样分析，根据分析结果计算金属的浸出率。 万方数据 有色金属第5 9 卷 2 试验结果与讨论 2 ．1 浸出剂选择 试验首先考察了采用硫化钠和碳酸钠浸出彩钼 铅矿的可能性。对于彩钼铅矿，采用N a 2 S 浸出，铅 与硫结合生成P b S ，钼与钠结合生成N a 2 M 0 0 4 ，反应 式为P b M 0 0 4 N a 2 S P b S N a 2 M 0 0 4 。在温度 9 5 ℃、浸出时间3 ．O h 、液固比3 1 、矿量5 0 9 的试验 条件下，浸出结果如表2 所示。 表2N a 2 S 浸出试验结果 T a b l e2L e a c h i n gr e s u l t so fN a 2 S 表2 数据显示，采用N a 2 S 浸出效果并不理想， 在N a 2 S 过量4 倍情况下，9 5 ℃浸出3 ．0 h 钼浸出率 只有5 7 ％左右。主要原因可能是采用N a 2 S 浸出， 新生成的P b S 相覆盖在未反应的钼酸铅表面，阻碍 了钼酸铅的进一步浸出，另外在反应过程中，有可能 生成元素硫。从而形成硫膜包裹在未反应矿物表面 而降低了钼的浸出率。 用碳酸钠浸出彩钼矿的反应为P b M 0 0 4 N a 2 C 0 3 P b C 0 3 N a 2 M 0 0 4 ，表3 给出了温度 9 5 ℃、浸出时间3 ．0 h 、液固比3 1 、矿量5 0 9 的试验 条件下的浸出结果。结果表明，采用碳酸钠浸出效 果也不理想，在碳酸钠过量5 倍情况下，9 5 ℃浸出 3 ．0 h ，钼浸出率也只有6 9 ％左右。 表3N a 2 C O a 浸出试验结果 T a b l e3L e a c h i n gr e s u l t sw i t hN a 2 C 0 3 根据以上情况，分析认为精矿中主要矿物成分 为铅，需将彩钼铅矿打开才能有效的浸出钼，同时考 虑到当地有丰富的烧碱资源，因此研究采用N a O H 进行浸出试验。氢氧化钠浸出彩钼铅矿的主要反应 为P b M 0 0 4 2 N a O H P b O H 2 N a 2 M 0 0 4 ；P b O H 2 2 N a O H N a 2 P b 0 2 2 H 2 0 。试验中考察了 温度、液固比、氢氧化钠浓度、粒度、浸出时间等因素 对金属浸出率的影响。 2 ．2 温度对金属浸出率的影响 试验考察了在6 5 ～9 5 ℃温度范围内及常温条 件下的浸出情况，结果见表4 。试验条件为浸出时 间3 ．0 h 、氢氧化钠浓度6 0 9 ／I ．、液固比3 1 、粒度一 0 ．0 7 4 r a m 占8 0 。2 ％。结果表明，温度对钼的浸出率 影响较大，对铅的浸出率基本无影响，常温下钼浸出 率只有7 6 ．8 6 ％，升温到7 5 ℃时，钼的浸出率达 9 1 ％，继续升温，钼的浸出率反而有所下降，在9 5 ℃ 时，钼的浸出率只有8 7 ．2 1 ％，综合考虑后，选择浸 出温度为7 5 ℃。 表4 温度对金属浸出率的影响 T a b l e4E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nl e a c h i n gr a t e 2 ．3 液固比对金属浸出率的影响 液固比在2 - - 5 范围内的浸出结果如表5 所示。 试验条件为浸出时间3 ．0 h 、氢氧化钠用量为理论量 3 倍、温度9 5 ℃、粒度一0 ．0 7 4 m m 占8 0 ．2 ％。结果 表明，液固比对钼的浸出率影响很大，对铅的浸出率 基本无影响，液固比在由2 1 增加到5 1 ，钼浸出率 由9 5 ．7 8 ％减小到8 1 ．5 2 ％。这主要是因为液固比 的改变降低了氢氧化钠的浓度所致。 表5 液固比对金属浸出率的影响 T a b l e5E f f e c to fr a t i oo fl i q u i dt Os o l i d0 1 1l e a c h i n gr a t e 2 ．4 氢氧化钠浓度对金属浸出率的影响 氢氧化钠浓度由4 0 9 ／L 至1 0 0 9 ／L 的浸出结果 见表6 。试验条件浸出时间3 ．O h ；液固比3 1 ；温 度9 5 ℃；粒度一0 ．0 7 4 m m 占8 0 ．2 ％。结果表明，氢 氧化钠浓度对钼、铅的浸出率影响非常大。氢氧化 钠浓度由4 0 9 ／L 增加至8 0 9 ／L 时，钼、铅的浸出率 分别由5 0 ．1 3 ％和8 ．3 1 ％增大到9 7 ．6 3 ％和 万方数据 第3 期汪胜东等；贵州某彩钼铅矿碱浸工艺研究 6 7 2 2 ．4 3 ％，继续增加氢氧化钠浓度至l O O g ／I ．．．，钼的浸 出率基本无变化，但此时铅的浸出率由2 2 ．4 3 0 ／6 升 至3 8 ．1 1 ％。 “ 表6 氢氧化钠浓度对金属浸出率的影响 T a b l e6E f f e c to f8 0 d i 哪h y d 】∞妇d ea M 婶e n t r a l 妣 O nl e a c h i n gr a t e 2 ．5 粒度对金属浸出率的影响 矿石粒度在一7 4 肛m 占8 0 ．2 ％～9 2 ．5 ％范围内 变化对金属浸出率的影响如表7 所示。试验温度 9 5 ℃，浸出时间3 h 。氢氧化钠浓度为6 0 9 ／L ，液固比 3 1 。试验结果表明，在考察的粒度范围内，粒度对 钼、铅的浸出率没有明显影响。 表7 粒度对金属浸出率的影响 T a b l e7E f f e c to fg r a n u l a r i t yO nl e a c h i n gr a t e 2 ．6 浸出时间对金属浸出率的影响 ， 表8 给出了浸出时间在0 ．5 ～5 h 范围内的浸出 结果。试验条件温度9 5 ℃；氢氧化钠浓度6 0 9 ／L ； 液固比3 1 ；粒度一0 ．0 7 4 m m 占8 0 ．2 ％。试验结果 表明。彩钼铅矿碱浸反应速度很快，3 0 m i n 钼的浸出 率就已经达到8 5 ．1 7 ％，铅的浸出率为1 4 ．6 9 ％，延 长反应时间至5 h ，钼、铅的浸出率基本无变化，浸出 时间对金属浸出率影响不大。 一 表8 浸出时间对金属浸出率的影响 T a b l e8E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo nl e a c h i n gr a t e 2 ．7 综合条件浸出结果 综合以上条件试验，优化出的浸出工艺条件为 温度7 5 ℃，液固比2 1 ，浸出时间1 h ，氢氧化钠浓度 9 0 9 ／L ，粒度一0 ．0 7 4 m m 占8 0 ．2 跨。最佳条件下的 试验结果如表9 所示。 表9 综合条件试验结果‘ T a b l e9E x p e r i m e n t a lr e s u l t su n d e rc o m p r e h e n s i v ec o n d i t i o n 由表9 可见，在优化的浸出条件下，钼的浸出率 达9 4 ．2 1 ％，铅的溶出率较小，仅为1 4 ．7 1 ％。 3 结论 采用氢氧化钠处理彩钼铅矿，工艺流程简单，工 艺指标稳定，对环境无污染，有效解决了常规流程中 焙烧产出的二氧化硫污染问题。最佳浸出条件是 温度7 5 ℃，液固比2 l ，浸出时间1 h ，氢氧化钠浓度 9 0 9 ／L 。粒度』0 ．0 7 4 m m 占8 0 ．2 ％。综合条件下钼 的浸出率高达9 4 ．2 1 ％，铅的溶出率仅为1 4 ．7 1 ％。 参考文献 [ 1 ] 张启修，赵秦生．钨钼冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 5 6 9 7 0 ． [ 2 ] 戴元宁．彩钼铅矿的化学分选方法．中国专利，C N l 0 7 4 4 8 6 [ P ] ．1 9 9 3 0 7 2 1 ． [ 3 ] 孟宪红，李悦，刘玉珍．钼酸铵生产方法的进展[ 盯．无机盐工业，1 9 9 7 ，2 9 2 1 6 1 8 ． [ 4 ] 宋玉满．浅谈湿法生产工业钼酸铵的工艺控制[ J ] ．中国钼业，1 9 9 8 ，2 2 6 4 8 4 9 ． [ 5 ] 荆春生．我国钼酸铵生产现状综述[ J ] ．中国钼业，2 0 0 0 ，2 4 6 2 1 2 4 ． [ 6 ] 卢国俭，于江鸿，绍传斌．用钼精矿生产钼酸铵的试验研究[ J ] ．元机盐工业，2 0 0 4 ，3 6 1 2 9 3 1 ． 下转第7 9 页，C o n t i n u e do nP ．7 9 万方数据 第3 期周晓源等湖南柿竹园铋冶炼改扩建工艺设计 参考文献 [ 1 ] 汪立果．铋冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 6 1 7 ． [ 2 ] ‘有色金属工程设计项目经理手册 编委会．有色金属工程设计项目经理手册[ M ] ．北京化学工业出版社工业装备与信 息工程出版中心。2 0 0 3 4 5 6 ． P r o c e s sD e s i g nf o rR e c o n s t r u c t i o na n dE x p a n s i o no fH u n a nS h i z h u y u a nB i s m u t hS m e l t e r Z H O UX i a o - y u a n1 ，Z H A N GZ i - j u n 2 1 ．C k n g s h aE n g i n e e r i n ga n dR e s e a r c hI n s t i t u t ef o rN o n f e r r o u sM e t a l l u r g i c a lI n d u s t r i e s ，C d m n g s h a4 1 0 0 11 ，C h i n a ； 2 ．H u n a nS h i z h u y u a nN o n f e r r o u sM e t a l sC o ．L t d ，C h e n z ／w u4 2 3 0 3 7 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s sd e s i g nf o rr e c o n s t r u c t i o na n de x p a n s i o ne n g i n e e r i n go fH u n a nS h i z h u y u a nB i s m u t hS m e l t e ri s d e s c r i b e d ．T h ei m p r o v e m e n ta n dr e c r e a t i o nc o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lr e v e r b e r a t e r ys m e l t i n gt e c h n o l o g ya l e c o n d u c t e d ，s u c h 弱i n p u tr a wm a t e r i a lp e l l e t i z a t i o n ，u t i l i z a t i o nf o rw a s t eh e a to fs m o k eo u to ff u r n a c e 。e t c ． K e y w o r d s n o n - f e r r o u sm e t a l l u r g y ；B i ；r e v e r b e r a t e r ys m e l t i n g ；b i s m u t hs m e l t i n g 上接第6 7 页，C o n t i n u e df r o mP ．6 7 T e c h n o l o g i c a lR e s e a r c ho naW u l f e n i t eA l k a l i n eL e a c h i n gi nG u i z o u W A N GS h e n g - 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