低品位钼精矿的化学提纯实验研究
时间:2007-10-18点击:163次
前言
随着科学技术的不断进步，钼化工产品的应用范围也在迅速扩大，人们对产品的要求也越来越严格。钼主要用于生产韧性或粘性大的合金，也用于陶瓷工业、电子电工、化工、航空航天、农业等领域，具有广阔的应用前景。重要的钼矿物有辉钼矿、兰钼矿、钼铅矿、钼钨钙矿和水钼铁矿等，但目前开采的钼矿主要是辉钼矿。钼矿石的工业品位下限为0.2%mｏs2。在硫化矿中辉钼矿是容易浮选的矿物之一，经多段磨矿及浮选可以得到钼精矿。所谓低品位钼精矿或钼中间产品泛指钼含量小于45%，铜、铅、氧化钙、砷和磷等含量大于i10ct212－76标准的钼精矿，尤其指含钼在20%～40%、含杂更高的钼精矿。本研究所用的低品位钼精矿主要来源于尾矿再回收，扫选的中间产品，钼品位仅为15%左右，二次浮选后最高品位也只有19%左右。
然而，用低品位钼精矿进行化学提纯的研究尚未见报导。本研究的目的是探索寻找从低品位钼精矿中直接加酸提纯的可能性，并首次采用混合酸法工艺。这不仅填补了国内此方研究空白，而且为生产提供线上买球平台的技术支持。
1 样品与样品矿物学分析
1．1 样品及其来源
本研究所选用的低品位钼精矿由杨家杖子钼选矿厂提供，试样具有代表性，其主要成分为辉钼，来源泉于再回收的尾矿，含钼19.00%。
1．2 样品矿物学分析
2 化学浸取工艺及分析测定
酸法浸取是把试样与一定比例的浸取剂一直加入到带搅拌器的反应器中，待充分润湿后计时搅拌，反应器温度由恒温器控制，到达指定时间后及时脱除多余的酸液，滤液回收再利用，滤饼经水冲洗至中性后脱水烘干即得产品。所用浸取剂有氢氟酸、混合酸及剩余酸3部分。
分析内容包括浸取前试样的组成、钼品位，浸取后产品的组成、钼品位，废液由氢氧化钠中和所得沉淀物组成，各组成分析采用x衍射分析仪测定，定量分析采用原子吸收光谱分析仪测定。
3 结果讨论
取含钼19.00%的低品位钼精矿作为浸取提纯的试样，实验在常压下进行，试样粒度小于200目，试样量与浸取剂1：7（ｇ∕ｍl），搅拌速度为500ｒ∕ｍｉｎ，研究酸的种类及反应条件（时间，温度）对钼品位的影响。
单一氢氟酸在不同浓度、反应时间及温度下浸取钼的实验结果示于表2。
由表2看出，氢氟酸几乎同试样中除硫化钼以外所有矿物质反应，钼品位能提高到47%左右。随反应条件的强化，提纯效果提高，钼品位由33.56%增加到 47.12%，反应达到一定程度后，再提高反应强度，并不能明显的提高硫化钼品位，主要原因是hf在反应过程中生成部分沉淀如cａf2，mｇf2等，沉淀物影响了提纯效果，并且沉淀物的覆盖阻止了反应的进一步进行。
为了解决上述问题，在氢氟酸中加入少量可以溶解上述氟化物沉淀的酸类构成混合酸，如盐酸或氟硅酸等。反应设计为3个过程，每一过程的反应温度为40℃，反应时间为60ｍｉｎ，首先试样经20%hf和10%hc1的混合酸洗涤，过滤后用上述混合酸洗涤一遍，之后再用10%的盐酸洗涤得产品，产品钼品位50.31%。同表2所得的结果比较，混合酸处理比氢氟酸单独处理效果更好。重复多组实验，提纯后的品位都在50%以上。此时仍有未溶解的矿物质，这可能与试样含碳及反应不完全有关。
在上述讨论的基础上，考虑成本问题，混合酸浸取后的剩余酸，可以作为预处理的浸取剂使用，这样经济上更具合理性。
4 化学反应机理
化学提纯过程几乎包括了（除硫化钼外）所有矿物的各组分与液相酸复杂的液固相之间的反应，因此，研究反应机理时，难以用单一矿物质表示。
经研究氢氟酸可以溶解绝大部分矿物质，但由上述实验表明提纯后的产品中有杂质，杂质仍以sｉ、aｌ、fｅ、c为主。用化学方程式表示反应机理：
sｉo2 ＋ 4hf ＝ sｉf4↑ ＋ h2o
fｅ2o3 ＋ 6hf ＝ 2fｅf3↓ ＋ 3h2o
fes + 2hf = fef2 ↓+ h2s↑
cus + 2hf = cuf2 ↓+ h2o
cao + 2hf = caf2↓ + h2o
mgo + 2hf = mgf2↓ + h2o
al2o3 + 6hf ＝ 2alf3 + 3h2o
当有混合酸存在时，同时进行如下反应：
cａf2 ＋ h2sｉf6 ＝ cａsｉf6 ＋ 2hf
mgf2 ＋ h2sｉf6 ＝ mｇsｉf6 ＋ 2hf
2fｅf3 ＋ 3h2sｉf6 ＝ fｅ2（ sｉf6）3 ＋ 6hf
当有盐酸存在时，难溶的氟化物溶解度大大增加，其作用与氟硅酸类似。
5 结论
氢氟酸和混合酸在常温常压下几乎可以溶解全部矿物质，是低品位钼精矿化学提纯时一种较理想的浸取剂。
浸取工艺以混合酸多级处理，剩余酸预处理为最佳，而且此工艺简单、回收率高。对提纯过程中产生的废液，采用氢氧化钠中和，可有效回收cｕ、fｅ等金属。
实验研究结果表明，用化学提纯方法，以低品位钼精矿能生产出符合标准钼精矿，以供应市场需求。
