用加壓氧化法從鉬精礦中浸出鉬的試驗研究

孫 鵬

（紫金礦業集團股份有限公司，福建 上杭 364200）

鉬在自然界中主要以輝鉬礦形式存在。世界鉬產量的99%是通過處理輝鉬礦而生產的。

傳統的輝鉬礦精礦的處理方法主要是通過氧化焙燒得到氧化鉬和仲鉬酸銨。這種方法的鉬回收率低，工藝復雜，原料適應性差，低濃度SO2難于制酸且污染環境，已逐漸被淘汰。加壓濕法冶金［1－5］因流程短、金屬回收率高、原料適應性強、環境友好等特點得到迅速發展。盡管我國自20世紀70年代就開始研究鉬精礦的加壓分解，但工業應用規模和穩定性與國外鉬冶煉企業相比還有很大差距。在探索試驗基礎上，研究了采用加壓氧化分解法從輝鉬礦精礦中堿浸鉬。

1 試驗部分

1.1 原料性質

試驗原料為江西某公司提供的鉬精礦，其中主要鉬礦物為輝鉬礦，占99.47%，其余為少量氧化鉬、鉬鎢鉛礦及鎢鉛礦。精礦粒度400目以下占98%，多元素分析結果見表1。

表1 礦石多元素化學分析結果 %

鉬精礦主要成分為硫化鉬，質量分數達42%以上，另有少量的銅、鐵、鈣、鎂、硅、鋅、鎢，而稀散金屬鎵、鍺、錸等質量分數較低。

1.2 試驗原理

在100～160℃條件下，鉬精礦與堿發生如下反應：

按（1）式計算，1t鉬精礦理論消耗1.067t NaOH（不計雜質反應消耗的氫氧化鈉），即消耗1.112t純度為96%的NaOH。

1.3 試驗裝置與方法

浸出試驗在2L高壓釜中進行。試驗用NaOH為96%分析純。將一定量鉬精礦、NaOH、水加入高壓釜中，蓋好釜蓋，預充入一定壓力的氧氣，開啟攪拌并加熱；待溫度上升到試驗溫度后，加氧至設定壓力，保溫（±5℃）保壓（±0.2MPa）一定時間后降溫卸壓；過濾，用800 mL熱水洗滌5次，渣、液分別送分析。

2 結果與討論

2.1 溫度對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，NaOH過量系數1.16，液固體積質量比7∶1，預充0.5MPa氧氣，氧分壓0.5MPa，保溫保壓反應6h，攪拌轉速550r／min。浸出液與浸出渣洗液合并。溫度對鉬浸出率的影響試驗結果見表2。

表2 試驗結果

由表2看出，鉬浸出率與反應溫度呈正相關關系：反應溫度升高，鉬浸出率增大。鑒于高壓反應對設備材質要求高，反應溫度越高，設備要求越高，反應溫度在160℃時已取得較高的鉬浸出率（99.91%），因此，確定反應溫度以160℃為宜。

2.2 液固體積質量比對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，NaOH過量系數為1.2，預充1MPa氧氣，控制溫度150℃，總壓力2 MPa，氧分壓1.52MPa，保溫保壓反應4h，攪拌轉速550r／min。液固體積質量比（堿液與精礦質量比）對鉬浸出率的影響試驗結果見表3。

表3 液固體積質量比對鉬浸出率的影響試驗結果

由表3看出：隨液固體積質量比提高，鉬浸出率升高；液固體積質量比在6∶1以上時，鉬浸出率達99%以上。試驗中發現，液固體積質量比越小，浸出礦漿過濾越困難，浸出液顏色越深。綜合考慮，選擇液固體積質量比為7∶1。

2.3 堿用量對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，預充1MPa氧氣，溫度150℃，總壓力為2MPa，氧分壓為1.52 MPa，保溫保壓反應4h，攪拌轉速550r／min。NaOH過量系數對鉬浸出率的影響試驗結果見表4。

表4 堿用量對鉬浸出率的影響試驗結果

由表4看出，鉬浸出率隨堿用量增加而提高。試驗條件下，堿耗為1.2t／t時可取得99%以上的鉬浸出率。

2.4 壓力對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，NaOH過量系數為1.16，液固體積質量比為7∶1，預充0.2MPa氧氣，溫度150℃，保溫保壓反應4h，攪拌轉速550 r／min，反應時間6h，浸出液與洗液合并。總壓分別為0.7～0.8、0.9～1.1、1.4～1.6、1.9～2.1 MPa，氧分壓分別為0.2、0.5、1.0、1.5MPa時對鉬浸出率的影響試驗結果見表5。

表5 氧分壓對鉬浸出率的影響試驗結果

由表5看出，鉬浸出率與氧分壓呈正相關關系：氧分壓提高，鉬浸出率提高；氧分壓在0.5 MPa時，鉬浸出率為99.26%。因此，氧分壓確定為0.5MPa。

2.5 反應時間對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，NaOH過量系數1.16，液固體積質量比7∶1，溫度150℃，預充0.5MPa氧氣，氧分壓0.5MPa，總壓0.9～1.2 MPa，攪拌轉速550r／min，保溫保壓反應不同時間，浸出液與洗液合并。浸出時間對鉬浸出率的影響試驗結果見表6。

表6 反應時間對鉬浸出率的影響試驗結果

由表6看出：前4h是反應的主要階段，隨著浸出時間延長，鉬浸出率提高；反應4h時，鉬浸出率達99.26%。為保證浸出時間足夠，選定浸出時間為5h。

2.6 攪拌速度對鉬浸出率的影響

試驗條件：鉬精礦100g，NaOH過量系數1.16，液固體積質量比7∶1，溫度150℃，預充0.5MPa氧氣，氧分壓0.5MPa，總壓保持0.9～1.2MPa，保溫保壓反應5h。攪拌速度對鉬浸出率的影響試驗結果見表7。可以看出，攪拌速度對鉬浸出率影響不大。

表7 攪拌速度對鉬浸出率的影響試驗結果

2.7 綜合條件試驗

根據條件試驗結果進行綜合試驗。試驗條件：鉬精礦100g，NaOH 過量系數1.14、1.12，液固體積質量比7∶1，溫度150℃，預充0.5MPa氧氣，氧分壓0.5MPa，總壓保持0.9～1.2MPa，保溫保壓反應5h，攪拌速度550r／min。試驗結果見表8。

表8 綜合條件試驗結果

從表8看出：綜合條件下，堿用量系數為1.14和1.12時，鉬浸出率分別為99.27%和98.58%。控制浸出液pH在8～9之間有利于降低調酸階段的酸耗及減少浸出液中Si、Al等雜質，因此，選定堿用量為理論量的1.12倍。

3 結論

采用加壓堿浸可以從鉬精礦中有效浸出鉬。在NaOH過量系數1.12，液固體積質量比7∶1，溫度150℃，預充0.5MPa氧氣，氧分壓0.5 MPa、總壓保持0.9～1.2MPa，保溫保壓反應5 h，攪拌速度550r／min條件下，鉬浸出率高達98.58%。

該工藝流程簡短，金屬回收率高，環境友好，值得進一步研究。

［1］秦玉楠.從輝鉬精礦中提取鉬、錸的研究［J］.無機鹽工業，1990（5）：5－9.

［2］秦玉楠.鉬濕法生產中綜合利用工藝［J］.無機鹽工業，1996，（3）：35－37.

［3］程光榮，馬秀華，王述吉，等.用壓熱浸出和溶劑萃取技術生產鉬酸銨［J］.濕法冶金，1994（3）：27.

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［5］盧國儉，趙宏，李守榮.用鉬精礦制取鉬酸銨的試驗研究［J］.濕法冶金，2005，24（1）：19－22.