非晶質(zhì)硫化物型鉬礦石高溫焙燒預(yù)處理試驗(yàn)研究

樊 興，孟 晉，康紹輝，李大炳，宋 艷，楊劍飛

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

非晶質(zhì)硫化物型鉬礦石高溫焙燒預(yù)處理試驗(yàn)研究

樊 興，孟 晉，康紹輝，李大炳，宋 艷，楊劍飛

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

針對某礦石非晶質(zhì)硫化鉬礦物中的鉬難于浸出的問題，研究了氧化焙燒預(yù)處理后再酸浸工藝，考察了焙燒溫度、礦石粒度、焙燒時(shí)間對鉬浸出率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：礦石焙燒后再硫酸浸出，硫化礦物被有效氧化，鉬得到高效浸出；在礦石粒度-3 mm、焙燒溫度500 ℃、焙燒時(shí)間2 h條件下對礦石進(jìn)行焙燒，所得焙砂用硫酸浸出，鉬浸出率可達(dá)83%，浸出效果較好。

鉬；硫化礦；焙燒；浸出

鉬主要是采用濕法從選礦富集后的精鉬礦中加以回收[1-5]，而對于無法用選礦方法富集的非晶質(zhì)型鉬礦石，直接常規(guī)酸浸或堿浸，效果都不理想，并且礦石中的一些有機(jī)物在浸出時(shí)會進(jìn)入浸出液，影響后續(xù)鉬的回收。鉬冶煉過程中，通常對精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理[6-9]，將輝鉬礦轉(zhuǎn)化為鉬的氧化物，然后再用酸或堿浸出，可提高鉬浸出率。焙燒處理無法通過選礦富集的非晶質(zhì)型鉬礦石的相關(guān)研究國內(nèi)還未見報(bào)道，因此，研究了采用焙燒—酸浸工藝從此類鉬礦石中回收鉬。

1 礦石的工藝礦物學(xué)

試驗(yàn)所用鉬礦石取自某中低溫?zé)嵋喊邘r型礦床，鉬礦物主要有鉬華、鐵鉬華、膠硫鉬礦、鉬鎢鈣礦、鉬鉛礦等，其他金屬礦物有黃鐵礦、褐鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等，非金屬礦物有石英、長石、高嶺石、水云母等。鉬礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，礦石中鉬的物相分析結(jié)果見表2。

鉬礦石屬硅酸鹽型，其中鈣、鎂等耗酸礦物含量不高，可采用酸法處理；鉬礦物存在形式較為復(fù)雜，有氧化鉬礦物，原生硫化鉬礦物及少量復(fù)雜鹽類鉬礦物，其中，前兩者占比分別為47.9%和43.72%。

表1 鉬礦石主要化學(xué)成分分析 %

2 試驗(yàn)部分

2.1試劑與儀器

SX2-12-16箱式電阻爐(天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司)，XPC-100×150鄂式破碎機(jī)(中華人民共和國貴陽探礦機(jī)械廠)，QH2PG對輥磨機(jī)(湖南長沙清河通用機(jī)械設(shè)備有限公司)，JB-2恒溫磁力攪拌器(上海雷磁儀器廠)，三相異步電動機(jī)(滬江電極制造有限公司)。

硫酸均為分析純(北京化工廠)。

2.2試驗(yàn)原理與方法

礦石中，簡單的氧化鉬礦物，如鉬華、鐵鉬華等，無需氧化，可直接浸出；而原生鉬礦物中的鉬主要以非晶質(zhì)的膠硫鉬礦形式存在，無法通過選礦富集[10]，礦石直接用硫酸浸出，鉬浸出率僅為37.81%，浸出效果不佳，需要將其氧化至高價(jià)態(tài)后再浸出。

礦石中非晶質(zhì)的膠硫鉬礦占比較大，通過氧化焙燒可分解轉(zhuǎn)化成易于浸出的氧化物。反應(yīng)如下：

焙燒氧化反應(yīng)，

浸出反應(yīng)，

取破碎至一定粒度的礦石100 g，在電阻爐中焙燒，焙燒一定時(shí)間后取出，磨至-0.15 mm。取50 g焙砂，加入到200 mL玻璃燒杯中，加硫酸浸出。浸出條件：硫酸質(zhì)量濃度100 g/L，液固體積質(zhì)量比1.2 L/kg，反應(yīng)溫度60 ℃，浸出時(shí)間3 h。浸出后過濾，濾餅洗滌2次，洗滌液固體積質(zhì)量比1 L/kg。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1焙燒溫度對鉬浸出率的影響

焙燒不僅能夠?qū)⑺膬r(jià)鉬氧化成六價(jià)鉬，也能將礦石中的硫氧化成二氧化硫，使其脫離礦石。礦石粒度-0.15 mm，焙燒時(shí)間2 h，每隔20 min攪動1次，焙燒溫度對硫燒失率及焙砂鉬浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3及圖1。

表3 焙燒溫度對硫燒失率的影響

由表3看出：通過焙燒，礦石中的硫化物被充分氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化硫逸出；焙燒溫度在400～700 ℃范圍內(nèi)，硫燒失率隨焙燒溫度升高而提高。

圖1 焙燒溫度對鉬浸出率的影響

由圖1看出：隨焙燒溫度升高，鉬浸出率大幅提高；焙燒溫度升至500 ℃時(shí)，鉬浸出率達(dá)85%；繼續(xù)升高溫度，鉬浸出率變化不大。主要原因是高溫焙燒使礦石中的硫化鉬得到充分氧化，使難溶于酸的硫化鉬氧化成易溶于酸的高價(jià)氧化鉬，從而使鉬浸出率提高；焙燒溫度在500 ℃左右，礦石中的鉬礦物已充分氧化，未被氧化的顆粒已很少，所以，繼續(xù)升高焙燒溫度，鉬浸出率提高幅度很小。

3.2焙燒礦石粒度對鉬浸出率的影響

礦石破碎至粒度分別為-1、-3、-5、-8 mm，焙燒溫度500 ℃，焙燒時(shí)間2 h，每隔20 min攪動1次，焙燒后礦樣磨細(xì)至-0.15 mm進(jìn)行酸浸，焙燒礦石粒度對硫燒失率及焙砂鉬浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 焙燒礦石粒度對硫燒失率及焙砂鉬浸出率的影響

從表4看出：隨焙燒礦石粒度增大，硫燒失量降低，鉬浸出率降低，焙燒礦石粒度從-8 mm減小到-3 mm，鉬浸出率提高明顯；礦石粒度從-3 mm減小到-1 mm，鉬浸出率提高幅度不大。因?yàn)殡S礦石粒度減小，礦石比表面積增大，與空氣的接觸面積增大，焙燒過程中硫化物與空氣中氧的接觸更充分，從而使硫的氧化更充分。綜合考慮，確定焙燒礦石粒度以-3 mm為宜，此條件下，鉬浸出率為83.1%。

3.3焙燒時(shí)間對鉬浸出率的影響

氧化反應(yīng)需要一定時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間過短會影響氧化效果，過長會增加生產(chǎn)成本。

試驗(yàn)條件：焙燒溫度500 ℃，焙燒礦石粒度-3 mm，焙燒后礦樣磨細(xì)至-0.15 mm后進(jìn)行酸浸。焙燒時(shí)間對硫燒失率及焙砂鉬浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 焙燒時(shí)間對硫燒失率及焙砂鉬浸出率的影響

由表5看出：隨焙燒時(shí)間延長，礦石中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸下降，鉬浸出率逐漸提高；焙燒超過2 h后，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降幅度及鉬浸出率提高幅度均不大。綜合考慮，確定焙燒時(shí)間以2 h為最佳，此條件下，鉬浸出率為83%左右。

4 結(jié)論

1)針對非晶質(zhì)硫化物型鉬礦石，采用氧化焙燒—硫酸浸出工藝回收其中的鉬是可行的。通過焙燒，礦石中鉬的硫化物得到充分氧化，硫被氧化成氣態(tài)二氧化硫逸出，鉬被氧化成六價(jià)鉬，有利于用酸浸出，且不引入新雜質(zhì)，鉬浸出率達(dá)83%。

2)礦石焙燒需要專門的焙燒設(shè)備，同時(shí)也會產(chǎn)生二氧化硫氣體，因此，在生產(chǎn)過程中需要對尾氣進(jìn)行相應(yīng)處置，以更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保地處理此類礦石。

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ResearchonHighTemperatureRoastingPretreatmentofNon-crystallineMolybdenumSulfide

FAN Xing，MENG Jin，KANG Shaohui，LI Dabing，SONG Yan，YANG Jianfei

(BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNCBeijing101149,China)

Leaching of non-crystalline molybdenum sulfide ore is difficult.Aiming at the problem,the process of acid leaching after oxidation roasting pretreatment was studied.The effects of roasting temperature，ore size and roasting time on the leaching of molybdenum were investigated.Experimental results show that the process of roasting-acid leaching of non-crystalline molybdenum sulfide ore is effective.Under the conditions that ore size of -3 mm，roast temperature of 500 ℃，roasting time of 2 h，leaching the ore using sulfuric acid after roasting，leaching rate of molybdenum can reach 83%，the leaching effect is good.

molybdenum；sulfide mineral；roast；leaching

TF803.21;TF841.2

A

1009-2617(2017)05-0373-03

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.05.005

2017-03-04

樊興(1984-)，男,滿族，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)闈穹ㄒ苯稹?/p>

宋艷(1988-)，女，遼寧葫蘆島人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)闈穹ㄒ苯?。E-mail：294269618@qq.com。