某难处理钼矿浸出工艺研究.pdf

第 卷第期 年月铀矿冶 收稿日期：基金项目：中核集团青年英才项目（）第一作者简介：梁耕宇（），男，广西柳州人，硕士，助理工程师，主要从事铀水冶、铀纯化研究。某难处理钼矿浸出工艺研究梁耕宇，康绍辉，孟晋，王洪明，杨剑飞，武翠莲（核工业北京化工冶金研究院，北京 ）摘要：某钼矿石具有品位低、分选难、钼矿物种类多且部分位于包裹体中的特点。针对该钼矿的难处理特性，分析了难浸机理，并在高温下使用高浓度硫酸进行了浸出试验研究。结果表明：高浓度硫酸能破解黄铁矿包裹体；提升硫酸用量、升高温度、增加氧化剂用量、减小矿石粒度均有利于钼的浸出。在矿石粒度 （占比）、硫酸用量、用量、浸出温度、浸出时间条件下，钼的浸出率由常规搅拌浸出的 提高至。研究结果为该钼矿资源的开发利用提出了针对性的解决措施，使钼的浸出效果取得了突破。关键词：包裹；钼矿；强化浸出；氧化剂中图分类号：文献标志码：文章编号：（）犇 犗 犐：钼具有优良的物理化学及机械性能，在冶金、化工、航天等领域得到广泛应用。中国钼资源储量高，但具有品位低、难处理的特点，多与铀、钨、铜等形成伴生矿物。湿法冶炼工艺处理钼矿是在溶液中将低价态 氧化为（），同时将矿石中（）溶解，从而实现对钼资源的回收利用。针对不同类型的矿物，湿法冶炼钼常用的方法有硝酸氧化法、次氯酸钠氧化法和氧压分解法。目前，国内外研究多集中在解决钼矿选冶难和共伴生金属综合利用的问题 ，对于包裹型钼矿的浸出工艺研究较少。已有研究表明，硫酸浸出对高氧化率、可浮性差的难选钼矿具有较高的浸出率。研究人员分别采用加压碱浸、氧化焙烧酸浸技术，研究了包裹型铀钼矿的浸出工艺。笔者针对某难处理钼矿石的包裹型特性，在分析制约钼浸出效率关键因素的基础上，通过强化浸出技术研究，使用高浓度硫酸破解包裹体，旨在为该矿石的工业化浸出提供参考。矿石特性以中低温热液斑岩型矿床的矿石为研究对象（表），该矿样矿性复杂，目的钼矿物嵌布极其微细，部分以胶状矿物存在，难以通过选矿富集。矿石钼平均品位为 ，其工艺矿物学研究结果见表。可以看出，该矿石中钼矿物种类较多，部分钼矿物存在于黄铁矿的包裹体中，导致浸出剂渗透困难，很难对其中的矿物进行高效溶浸。矿物物相分析表明，该矿石中易浸出的钼仅占钼总量的 ，其余的钼在钼铅矿和硫化矿物中；其中在钼铅矿中的钼占总量的 。因此，浸出研究重点主要集中在黄铁矿包裹体的破解。表矿样主要化学成分犜 犪 犫 犾 犲犕 犪 犻 狀犮 犺 犲 犿 犻 犮 犪 犾 犮 狅 犿 狆 狅 狀 犲 狀 狋 狊狅 犳 狋 犺 犲犿 犻 狀 犲 狉 犪 犾 狊 犪 犿 狆 犾 犲成分 质量分数 表矿样工艺矿物学分析结果犜 犪 犫 犾 犲犘 狉 狅 犮 犲 狊 狊犿 犻 狀 犲 狉 犪 犾 狅 犵 狔狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳 狋 犺 犲狅 狉 犲钼相态狑（）分布率钼华、铁钼华 钼钨钙矿 钼铅矿 胶硫钼矿 小计 矿石浸出性能探索首先探究了常规方法对钼的浸出效果。分别以盐酸、硫酸和硝酸为浸出剂，为氧化剂，进行浸出试验，浸出时间，液固体积质量比为 ，具体浸出条件及结果见表。可以看出，钼浸出率均较低，其中硝酸浸出效果最好，硫酸次之，盐酸最差。氯离子虽然能与钼形成配合物，但由于大部分钼在包裹体中，导致不易发生该配合反应。综合考虑成本以及环境影响，确定以硫酸作为浸出剂。常规浸出方法对包裹体破解不足，对于处于包裹体内的矿物浸出远远不够。表常规酸法浸出试验条件及结果犜 犪 犫 犾 犲犆 狅 狀 犱 犻 狋 犻 狅 狀 狊犪 狀 犱狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳犮 狅 狀 狏 犲 狀 狋 犻 狅 狀 犪 犾 犪 犮 犻 犱 犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵犿 犲 狋 犺 狅 犱粒度浸出剂 用量浸出温度渣计 浸出率 盐酸室温 硫酸室温 硝酸室温 矿石强化浸出机理在酸性条件下，黄铁矿的氧化溶解过程随硫酸浓度的增加而得到促进。提升初始硫酸浓度有助于黄铁矿和硫化钼的分解，升高温度能促进铁和钼的氧化浸出。因此，黄铁矿包裹体的破解可从强酸和高温条件进行研究。在常规稀硫酸浸出时，矿石中的黄铁矿很少分解。高浓度硫酸可以破解黄铁矿包裹体，主要发生以下反应 ：，（）（）（），（）（）。（）高浓度硫酸与黄铁矿反应，使其中的价硫发生歧化反应生成价硫和价硫，从而使黄铁矿包裹体破解；产生新的毛细孔和裂隙，有助于浸出剂向包裹体内部渗透。在 、常压条件下，黄铁矿氧化的最终反应按式（）进行。同时，反应（）和（）生成的 在氧化剂的作用下生成，可在浸出过程中将钼氧化成高价。矿石强化浸出试验 酸用量试验为破解黄铁矿包裹体，需提高硫酸浓度及反应温度。针对该钼矿进行了不同酸用量的试验。浸 出 条 件：矿 石 质 量 ，矿 石 粒 度 （占比），用量，浸出温度，液固体积质量比 ，搅拌浸出时间，浸出结果见图。可以看出，随着硫酸用量的增加，钼浸出率随之提高。硫酸浓度的增加有利于破解包裹体，形成孔隙、裂缝，促进内部矿物的氧化、溶解、扩散，从而提高矿物中钼的浸出率；但酸用量大于 后，钼的浸出率提高较慢。因此，酸用量以 为宜。图硫酸用量对钼浸出率的影响犉 犻 犵 犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳 狊 狌 犾 犳 狌 狉 犻 犮犪 犮 犻 犱犱 狅 狊 犪 犵 犲狅 狀犿 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵狉 犪 狋 犲 氧化剂用量试验 作为强氧化剂，在酸性条件下，对具有还原性的硫化矿物有一定的氧化效果 。由第期梁耕宇，等：某难处理钼矿浸出工艺研究于该 矿 中 含 有 一 定 量 的 硫 化 矿 物（如 ），可能起到破解包裹的作用，因此进行了氧化剂加入量试验。浸 出 条 件：矿 石 质 量 ，矿 石 粒 度 （占比），硫酸用量，浸出温度，液固体积质量比 ，搅拌浸出时间，浸出试验结果见图。可以看出，加入量由增加到时，钼浸出率提高，说明 对黄铁矿包裹体有一定的破解作用；再提高 的加入量，钼的浸出率增幅不大。因此认为，当 加入量为时，包裹体的破解效果达到最大限度。图犕 狀 犗用量对钼浸出率的影响犉 犻 犵 犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳犕 狀 犗犱 狅 狊 犪 犵 犲 狅 狀犿 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵 狉 犪 狋 犲 矿石粒度试验由于包裹体的存在，使钼的浸出率难以提高。理论上，矿石的粒度越细，目标矿物暴露越充分，越有利于矿物的氧化溶浸；但矿石磨的越细其加工成本越高，固液分离越困难。综合以上因素，选择 目（）、目（）、目（）、目（）、目（）粒度进行研究，相应粒度占比均为。浸出条件：矿石质量，用量，硫酸用量，浸出温度，液固体积质量比 ，搅拌浸出时间，浸出结果见图。可以看出，钼浸出率随矿石粒度的减小而增高；但当矿石破碎到 以后，粒度的影响效果降低，钼浸出率没有明显提升。综合考虑，选择矿石粒度为 （占比）。图矿石粒度对钼浸出率的影响犉 犻 犵 犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳狅 狉 犲犵 狉 犪 狀 狌 犾 犪 狉 犻 狋 狔狅 狀犿 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵狉 犪 狋 犲 浸出温度试验温度是矿石浸出的重要影响因素之一。升高温度不仅能够提高化学反应速率，也能缩小 在高酸度条件下的稳定区面积，更容易发生氧化还原反应。浸出条件：矿石质量，矿石粒度 （占比），用量，硫酸用量，浸出温度 ，液固体积质量比 ，搅拌浸出时间，浸出结果见图。可以看出，随着浸出温度的提高，钼浸出率提高；当温度在 以下时，随温度升高，钼浸出率明显提高；当温度为 以上时，钼浸出率随温度升高增幅不大。因此，综合考虑节能和资源回收率，浸出温度选择 较适宜。图温度对钼浸出率的影响犉 犻 犵 犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳 狋 犲 犿 狆 犲 狉 犪 狋 狌 狉 犲狅 狀犿 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵狉 犪 狋 犲铀矿冶第 卷 浸出时间试验由于单钼矿中含有一定量难浸矿物，目标金属的浸出有一个由外向内和由内向外的传质过程；在浸出剂与矿物的化学反应过程中，保持一定的浸出时间是必要的。浸 出 条 件：矿 石 质 量 ，矿 石 粒 度 （占比），用量，硫酸用量，浸 出 温 度 ，液 固 体 积 质 量 比 ，浸出结果见图。可以看出，延长浸出时间，有利于目标矿物浸出；但浸出时间超过后，浸出率增幅较小。综合考虑，浸出时间以为宜。图浸出时间对钼浸出率的影响犉 犻 犵 犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳 犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵 狋 犻 犿 犲狅 狀犿 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犾 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵狉 犪 狋 犲结论）该钼矿石包含氧化矿物和硫化矿物，部分钼位于黄铁矿包裹体中，浸出难度高。采用高浓度硫酸浸出矿物，能够破解黄铁矿，促进包裹体内钼的浸出，提高了该矿石的钼浸出率。）提升硫酸用量、升高温度、增加氧化剂用量和减小矿石粒度均有利于 的浸出。确定该钼矿的最佳浸出工艺为：矿石粒度 （占比）、硫酸用量、用量、浸出温度、浸出时间时，在该条件下钼浸出率达 以上。参考文献：王蕾，周明智国内外钼资源供需形势及未来发展趋势分析中国钼业，（）：黄宝茅铀钼共生矿的综合回收铀矿冶，（）：，（）：，（）：孙鹏用加压氧化法从钼精矿中浸出钼的试验研究湿法冶金，（）：张成强，李洪潮，张颖新，等我国复杂难选钼矿资源选矿技术进展中国矿业，（）：唐施阳，杨建广，南天翔，等镍钼矿中钼、硫清洁回收工艺 中 国 有 色 金 属 学 报，（）：，：康维刚，郭鹏志，邱沙，等河北某难选钼矿石酸浸浸钼试验金属矿山，（）：康绍辉，孟晋，王洪明，等某铀钼矿强化浸出工艺研究有 色 金 属（冶 炼 部 分），（）：师留印，杨剑飞，刘会武，等某包裹型铀钼矿氧化焙烧 酸浸工艺试验研究铀矿冶，（）：王楠酸性条件下黄铁矿氧化过程的电化学研究广州：华南理工大学，刘祖东镍钼矿中黄铁矿氧化转化及作用行为研究昆明：昆明理工大学，：，（）：，（）：，（）（），（）：，第期梁耕宇，等：某难处理钼矿浸出工艺研究 ，（）：廖利波辉钼矿分解工艺的最新进展中国钼业，（）：孙铭，冯雅丽，李浩然，等用黄铁矿硫酸还原浸出软锰矿工艺及动力学研究湿法冶金，（）：覃文胜软锰矿和黄铁矿在硫酸介质中的浸出矿冶工程，（）：犛 狋 狌 犱 狔狅 狀犔 犲 犪 犮 犺 犻 狀 犵犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔狅 犳犪犚 犲 犳 狉 犪 犮 狋 狅 狉 狔犕 狅 犾 狔 犫 犱 犲 狀 狌 犿犗 狉 犲 ，（，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，；，（），犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：；铀矿冶第 卷