钼精矿加工钼酸铵生产流程查定及技术分析.pdf

2 0 1 5 年第1 1 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 璐n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．1 1 ．0 1 l 钼精矿加工钼酸铵生产流程查定及技术分析 郭株辉1 ，沈裕军2 ，冯洁1 1 ．江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴3 3 4 2 2 4 ； 2 ．长沙矿冶研究院有限责任公司，长沙4 1 0 0 8 3 摘要对钼精矿加工钼酸铵生产工艺流程进行了钼元素的查定，采用生产统计结合化学分析及物相鉴定 方法，弄清各工序钼收率及影响其收率的因素，并根据查定结果对现有流程提出优化改进的建议。 关键词钼精矿；钼酸铵；元素查定 中图分类号T F 8 4 1 ．2文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 1 1 一0 0 3 9 一0 4 I n V e s t i g a t i o na n dT e c h n O l o g i c a lA n a l y s i so nP r o d u c t i o no f A m m o n i u mM o l y b d a t ef r o mM o l y b d e n u mC o n c e n t r a t e G U OZ h u h u i l ，S H E NY u j u n 2 ，F E N GJ i e l 1 ．D e x i n gC o p p e rM i n eo fJ i a n g x iC o p p e rC o r p o r a t i o n ，D e x i n g3 3 4 2 2 4 ，J i a n g x i ，C h i n a ； 2 ．C h a n g s h aI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g yC0 ．，L t d ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t M 0 1 y b d e n u m i n p r o d u c t i o no fa m m o n i u mm o l y b d a t ef r o mm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e s w a s i n v e s t i g a t e d ．M o l y b d e n u my i e l d sa n di t si n f l u e n c ef a c t o r si n e a c hw o r k s t a g ew e r ec l a r i f i e db yp r o d u c t i o n s t a t i s t i c s ，c h e m i c a la n a l y s i s ，a n dp h a s ei d e n t i f i c a t i o n ．T h es u g g e s t i o n st oi m p r o v ea n do p t i m i z ee x i s t i n g p r o c e s s e sw e r ep u tf o r w a r db a s e do ni n v e s t i g a t i o nr e s u l t s ． K e yw o r d s m 0 1 y b d e n u mc o n c e n t r a t e ；a m m o n i u mm o l y b d a t e ；e l e m e n t si n V e s t i g a t i o n 某铜矿山钼酸铵厂是一家采用钼精矿生产钼酸 铵的企业，年设计钼酸铵规模12 0 0t ，现已正常运 行近1 0 年时间，但现行生产线工序多，过程冗长繁 杂，有价元素的分布及损失规律还不清晰，钼产品质 量不够稳定，回收率偏低。针对以上情况，我们对现 行冶金流程进行一次详细的钼元素查定[ 1 ] ，弄清各 工序的钼收率及其影响因素，并根据查定结果对现 有流程提出优化改进的建议，达到进一步稳定和提 高钼收率及产品质量的目的。 1 生产流程 该厂钼精矿生产钼酸铵的流程[ 2 ] 为钼精矿先 进行氧化焙烧[ 3 ] 、焙砂经硝酸预处理后得滤饼、滤饼 收稿日期2 0 1 5 一0 5 2 8 作者简介郭株辉 1 9 6 5 一 ，男，江西吉安人，高级工程师 经3 次氨浸后产生氨浸液和三次氨浸渣[ 4 ] 、氨浸液 经酸沉后得四钼酸铵产品[ 5 剞；三次氨浸渣再经预处 理、3 次氨浸、酸沉后得粗钼酸铵 含杂质高需返回 氨浸再处理 及六次氨浸渣。每个主要工序又包括 若干单元操作，总计约十多个单元，冗长繁杂。概括 来看，从钼精矿到钼酸铵产品整个生产过程中，除产 品钼酸铵外，开路的物料有经焙烧后排空的烟气尾 气、烟气淋洗液、焙砂预处理母液、三次氨浸渣预处理 母液和六次氨浸渣，其中，烟气淋洗液和焙砂预处理 母液合并后进入另一作业流程 未回收钼 ，三次氨浸 渣预处理母液未进行综合回收，只经环保处理后外 排，因此，流程中会造成钼损失的物料主要为焙砂预 处理母液、三次氨浸渣预处理母液及六次氨浸渣。 万方数据 4 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第1 1 期 2 流程查定 根据工艺要求，主要对钼精矿焙烧后钼酸铵生 产流程中钼金属的走向进行查定。 主要内容和方案如下1 对当前钼精矿加工生 产线各工序进行现场流程查定；2 制订查定方案，对 工序进出物料取样、计量、样品分析与检测，数据整 理；3 提出改进建议。 技术目标通过查清钼在整个工艺流程中的走 向及分布，为完善钼冶金流程、改善生产环境、提高 效益提出建议，并为进一步扩产提供相关依据。 3 查定方案 从钼精矿开始连续跟踪，按钼精矿氧化焙烧、焙 砂预处理、三次氨浸、三次氨浸渣预处理、预处理渣 再经三次氨浸、一次氨浸液酸沉产生钼酸铵等工序 所有进出物料进行取样、计量、分析，然后进行物料 及金属平衡计算，在此基础上计算出全流程的总收 率。至于各主要工序内的各单元操作，如不涉及物 料开路的情况，即不涉及钼损失的情况时，考虑到其 必要性及可操作性，可选择性地进行取样分析，仅用 以了解钼在各步骤中的走向分布。 4 流程查定的结果 4 ．1 钼精矿的成分分析及物相组成 此次流程查定所投入的钼精矿共6 3t ，连续跟 踪5 天。主要化学组成 ％ M o4 7 ．7 4 、R e0 ．0 4 、 C u2 ．4 5 、F e4 ．1 4 、S eo ．0 0 56 、S3 4 ．4 2 。与标准钼 精矿相比，该钼精矿属于低钼、低钙、低铅、高铜、高 铁、高铼精矿，不含钨、铋、锡、砷。这些特点对采用 氧化焙烧氨浸工艺提取钼的收率将带来不利影 响。由于铜的易熔性，钼精矿在焙烧过程中较易出 现熔结包裹现象，使操作发生困难或焙砂质量难以 合格；因为含铁较高口] ，在焙砂预处理后氨浸时易出 现氢氧化铁胶体，影响过滤和钼的溶出；钼的品位较 低对钼精矿加工指标也会有一定影响。钼精矿中伴 生有较高的铼，由于回收铼的流程较为稳定，本次未 做查定。 根据物象分析结果，投入的钼精矿中钼以硫化 钼形态存在的达9 9 ．7 ％，钼酸盐形态的钼很少；铜 和铼亦以硫化物为主，分别占9 7 ．3 6 ％和9 0 ％；硫 主要以硫化物形态存在，占总硫的9 9 ．2 ％。生产 中要将钼精矿中钼、铜转化为可溶状态就必须尽 可能地脱除硫，以便将它们转为氧化物形态，同时 还要尽可能避免在高温下发生熔结生成玻璃态难 溶钼盐。 4 ．2 钼酸铵生产流程中钼及其他产物的走向 图1 为钼金属分布的质量图。由图1 可知，焙 烧工序钼进入焙砂的回收率为9 9 ．4 2 ％，烟尘中占 总钼的o ．0 1 ％，一次淋洗液中占总钼的o ．儿％，风 管液占总钼的0 ．0 0 85 ％，外排烟气占总钼的 0 ．4 5 ％。一次焙砂预处理母液占总钼的1 ．4 5 ％。 六次渣占总钼的o ．2 7 ％；粗钼预处理液占总钼量的 o ．2 1 ％，这些开路损失累计为2 ．5 2 ％，据此可计算 出钼的理论回收率为9 7 ．4 8 ％，其中，四钼酸铵产品 直收率为9 1 ．2 2 ％，说明钼的加工回收率尚可，但流 程过于冗长复杂。 表1 为钼的物相分析结果。 表l 钼的物相分析结果 T a b l e lP h a s ea n a l y s i so fm o l y b d e n u m ／％ 从表1 可见，经回转窑焙烧后得到的焙砂中，钼 以氧化钼形态存在的占9 8 ．2 ％，可溶钼很高，说明 钼精矿焙烧脱硫效果不错。另外，焙砂中铜有9 6 ％ 以硫酸铜形态存在，有2 ．9 9 ％以氧化铜形态存在， 而未氧化的硫化铜仅占o ．6 5 ％，这可以说明焙砂经 酸预处理后铜的浸出率较高；焙砂中硫含量很低，说 明脱硫效果较好。 三次氨浸渣中钼以氧化钼形态存在的钼占 6 6 ．7 ％，这部分属可溶钼L 8 j ，只是由于洗涤和液／固 分离不好导致钼残留高；三次氨浸渣中以硫化钼物 相存在的钼占3 3 ．3 2 ％，较焙砂含量大为提高，这是 因为在氨浸时绝大部分可溶钼的浸出导致不溶的硫 化钼得到了富集，因此，要进一步提高钼的回收率， 应从源头着手，加强回转窑焙烧中的脱硫。三次氨 浸渣产率约为投入焙砂量的1 ／5 ，其中铁因浸出少 而得到富集 渣中含铁高达1 8 ．7 ％ ，这部分铁以氧 化物形态存在于渣中，对钼、铜、铼具有吸附载带作 用，影响钼的直收率。六次氨浸渣中含钼1 ．6 9 ％， 万方数据 2 0 1 5 年第1 1 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y Lb g r i m m ．c n 主要以硫化钼形态存在，占6 1 ．5 4 ％，难以浸出，该 部分钼占钼精矿总钼量的o ．2 7 ％。 图例 l 物料数量 金属元素M oI 金属重量k g M 。l k g 、m 3 回收率，％l M o M 0 ，妇 6 3 X 0 3 1 2 6 ．4 2 k g 1 f K 。一．圆进入预处 ‘‘⋯⋯理的焙砂 注①此处烟尘为跟踪批次最后一天产出的烟尘减去第一天投人烟尘的差值，其他全部返回跟踪批次焙烧，不计量。 ②此处尾气含量及比例通过差减法算得。③此为进入一次焙砂预处理的焙砂，占总焙砂量的8 6 ．4 ％。 ④一次预处理以产出的母液计量收率，一次滤饼的含量及比例通过差减法得出。 ⑤此为进入二次预处理的一次滤饼，占一次滤饼总量的4 3 ．7 ％，后续工艺按此比例平衡。 ⑥含量及比例通过差减法算得。⑦此处中和结晶母液返回预处理工序，含量及比例通过差减法得出。 ⑧粗钼预处理滤饼含水较大，呈稀泥状。查定期间未取样，此部分含量及比例通过差减法得出。⑨结晶母液钼含量通过差减法得出。 图1 钼全流程查定结果 F i g ．1I n v e s t i g a t i o nr e s u l t so fm O I y b d e n u mi nf u Up r o c e s s 5 分析与建议 此次考查原料钼精矿属低钼、低钙、高铼、高铜、 高铁钼精矿，应持续进行选矿攻关，提高钼精矿品 质，降低铜、铁杂质含量，以改善焙砂产品质量，并为 下道工序创造好条件。 三次氨浸渣的处理[ 9 1 建议可用苏打压煮法。现 有焙砂浸出工艺的改进使三次渣中含钼只占精矿总 钼量的3 ．8 ％，但仍沿用酸浸煮，虽然能从三次氨浸 渣回收其中三分之二的钼、六次渣中钼降至约 1 ．7 ％左右，但流程冗长、消耗大量试剂。我们曾经 下转第4 6 页 万方数据 4 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第1 1 期 m o r p h o l o g ys t u d i e so fa l u m i n u md e p o s i t e df r o ma na m b i e n t t e m p e r a t u T ec h l o r o a l u m i n a t em o l t e ns a l t [ J ] ．J E l e c t r o c h e mS o c ，1 9 9 2 ，1 3 9 2 7 2 0 一2 7 2 7 ． [ 1 4 ] J i a n gT ，C h o l l i e rB r y mMJ ，D u b ∈G ，e ta 1 ．E l e c t r o d e p o s i t i o no fa l u m i n i u mf r o mi o n i cl i q u i d s p a r tI I s t u d i e s o nt h ee l e c t r o d e p o s i t i o no fa l u m i n u mf r o ma l u m i n u m c h l o r i d e A l C l 3 一t r i m e t h y l p h e n y l a m m o n i u mc h l o r i d e T M P A c i o n i cl i q u i d s [ J ] ．s u r fc o a tT e c h n o l ，2 0 0 6 ， Z O l l O 1 8 ． [ 1 5 ] 尹小梅，徐联宾，陈建峰．超重力场下A l C l 。一B M I C 离子液体电沉积铝的电化学[ J ] ．中国有色金属学报， 2 0 1 3 ，2 3 8 2 3 1 6 2 3 2 2 ． [ 1 6 ] Y U EG u i k u a n ，Z H A N Gs u o j i a n g ，Z H UY a 小l i ，e ta 1 ． Ap r o m i s i n gm e t h o df o re I e c t r o d e p o s i t i o no fa l u m i n u m o ns t a i n l e s ss t e e l i ni o n i c1 i q u i d [ J ] ．A I C h EJ ，2 0 0 9 ，5 5 7 8 3 7 9 6 ． 上接第2 5 页 [ 1 4 ] A h m a dHB ，M o h a m m a dSH ，M a s o u dsG ，e ta 1 ．K i n e t i c s ，e q u 订i b r i u ma n dt h e r m o d y n a m i cs t u d yo fC r ㈣ s o r p t i o ni n t ot 0 1 u i d i n eb l u eo i m p r e g n a t e dX A D - 7r e s i n b e a d sa n d i t s a p p l i c a t i o nf o r t h et r e a t m e n to f w a s t e w a t e r sc o n t a i n i n gc r Ⅶ[ J ] ．c h e m i c a lE n g i n e e r i n g J o u r n a l ，2 0 1 0 ，1 6 0 1 9 0 一1 9 8 ． [ 1 5 ] A h m a dHB ，M o h a m m a dK ，M a s o u ds ．e ta 1 ．U s eo fa s e l e c t i v ee x t r a c t a n t i m p r e g n a t e dr e s i nf o rr e m o v a lo f P b ⑩i o nf r o mw a t e r sa n dw a s t e w a t e r s K i n e t i c s ，e q u i 一 1 i b r i u ma n dt h e r m o d y n a m i cs t u d y [ J ] ．C h e m i c a lE n g i n e e r i n gR e s e a r c ha n dD e s i g n ，2 0 1 4 ，9 2 5 8 1 5 9 1 ． 上接第4 1 页 对含钼1 4 ．1 3 ％、铜2 ．7 2 ％、铁1 9 ．5 1 ％的三次氨浸 渣选用苏打压煮法进行系统试验，得出三次氨浸渣 分解率为9 5 ％以上、压煮残渣含钼o ．3 ％～o ．6 ％。 用一步压煮就可取代酸活化一三次氨浸工艺，而且 没有酸气污染。比现工艺提高钼回收率1 ．5 ～2 个 百分点。 应进一步改善焙砂预处理和氨浸中的固液分 离，建议采用先进的高压隔膜压滤机，减少夹带，提 高钼直收率，减少氨耗及其它消耗。 6结论 确定了钼精矿加工生产钼酸铵工艺流程中钼元 素的分布及走向，为定量分析生产过程中存在的问 题奠定了基础。通过技术分析，提出了改善钼加工 回收率的建议。 参考文献 [ 1 ] 丁喻，钟祥，周新东，等．云南某钼加工厂钼酸铵生产流 程查定及技术分析[ J ] ．中国钼业，2 0 1 0 ，3 4 4 2 0 一2 3 ． [ 2 ] 李辉，唐丽霞．钼酸铵生产工艺与技术进展状况分析 口] ．中国钼业，2 0 0 9 ，3 3 6 4 9 5 1 ． [ 3 ] 王连勇，张井凡，蔡九菊，等．钼精矿氧化焙烧机理研究 [ J ] ．中国钼业，2 0 1 1 ，3 5 2 2 2 2 4 ． [ 4 ] 秦永刚．降低氨浸渣中可溶钼的试验研究[ J ] ．中国钼 业，2 0 0 8 ，3 2 6 3 2 3 3 ． [ 5 ] 杨金平，宋奖华．黄山钼矿钼酸铵生产技术[ J ] ．有色金 属 冶炼部分 ，2 0 0 0 1 2 9 3 1 ． [ 6 ] 解兴锋，周军，赵新瑞．氨浸渣对钼酸铵回收率影响分 析[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 7 4 2 4 2 6 ． [ 7 ] 田建荣，张俊锋，崔杰．对钼酸铵生产过程中c u ”、 F e ”、K 在各个工序损失规律的探讨[ J ] ．中国钼业， 2 0 0 4 ，2 8 4 2 9 3 1 ． [ 8 ] 冯宝奇，马高峰，郭金亮，等．提高氨浸渣中钼回收率的 方法[ J ] ．中国钼业，2 0 1 2 ，3 6 6 5 1 5 3 ． [ 9 ] 陈敏．回收氨浸渣中钼资源的新工艺研究与生产实践 [ J ] ．中国钼业，2 0 1 1 ，3 5 5 9 一1 1 ． 万方数据