含鎢螢石中礦高壓浸出鎢、銣試驗研究

劉振楠（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

含鎢螢石中礦高壓浸出鎢、銣試驗研究

劉振楠
（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

含鎢螢石中礦采用常壓堿浸、蘇打焙燒等工藝時，鎢、銣及螢石回收率均不高。對該礦樣進行了高壓燒堿浸出工藝及鹽酸預處理＋高壓堿浸工藝方案的探索試驗，并進行了關鍵影響因素——堿加入量條件試驗。經驗證，當礦樣用100%鹽酸預處理，將預處理渣用水洗至pH值約為7后，加入1.5倍理論量燒堿＋0.5倍理論量純堿進行高壓浸出試驗，鎢浸出率可達99%，銣可達84%，螢石分解率為50%。采用高壓循環浸出后，堿耗可降低50%左右。該工藝指標好，三廢可達標排放，經濟效益明顯。

鎢螢石中礦；鎢；銣；高壓浸出

鎢在現代化工業應用非常廣泛，如電力照明、冶金、機械加工刀具、軍事等領域。隨著我國優質鎢礦資源的日益匱乏，回收利用難選鎢礦中鎢等有價金屬日益成為企業穩定發展的必走之路［1］。銣是一種具有銀白色金屬光澤的活潑金屬?，F在銣礦資源分布極其分散，至今仍未發現單純的銣礦，均以伴生狀態存在其它礦物中。銣在很多領域有不可替代的用途，現在更廣泛用于熱離子和磁流體發電、激光轉換電能裝置等前沿高科技領域［2］。

某鎢礦中伴生有金屬銣，主要脈石礦物是螢石，螢石是生產氫氟酸的最重要礦源。該含鎢螢石中礦主要礦物組成是白鎢礦、螢石、含銣云母、方解石、綠泥石等礦物。經前期一系列的高堿浸、蘇打焙燒、氟化鈉浸出等探索工藝試驗，鎢、銣的綜合回收效率不高［3］。試驗考慮采用高壓浸出，提高礦物的暴露機會，進一步提高有價金屬的回收率。

1 礦樣性質及試驗設備

1.1 礦樣性質

試驗用原料為某地加熱浮選所得含鎢螢石中礦，其化學成分分析及光譜半定量檢測結果見表1、表2。

表1 含鎢螢石中礦化學成分分析%

表2 含鎢螢石中礦光譜半定量檢測%

由表1、表2可知，該礦含少量鎢和鐵，并伴生稀有堿金屬銣，含有大量的螢石。經礦物物相分析，其組成為螢石、含銣云母、方解石、綠泥石等礦物，其中鎢絕大部分以白鎢礦的形式存在，伴生金屬銣在云母礦中以類質同相的形式替代鉀。

1.2 試驗設備與試劑

試驗設備：高壓斧（CJ－3型）；增力電磁攪拌裝置；電熱鼓風干燥箱（101－1型）；721型分光光度計；真空抽濾裝置。

試驗試劑：工業燒堿；分析純鹽酸；分析純純堿。

2 試驗研究

2.1 高壓堿浸出工藝原理

該工藝是利用高溫、高壓時，加入燒堿和純堿可以有效分離礦樣中鎢、銣和螢石的作用，高壓堿浸主要反應為［4］：

2.1.1 燒堿加入量對原料提鎢、銣的影響

試驗固定高壓浸出所用原料量，浸出時間為3 h，浸出溫度為200℃，高壓浸出時礦漿液固比濃度為2∶1，進行燒堿加入量對比試驗，其結果如圖1所示。

由圖1看出，在此試驗條件下，隨著燒堿量的增加，螢石的分解率保持在20%左右；銣浸出率升高很明顯，從30%升至60.1%左右；鎢浸出率變化較少，保持在70%～80%左右。說明燒堿加入量對銣影響較大，對鎢影響較少。分析是燒堿加入量的增加對破壞云母礦物結構有積極的影響；而相對應的微溶消石灰的產生，則造成白鎢礦的分解率逐漸降低。因此試驗考慮加入純堿，并對燒堿和純堿的加入量進行對比試驗。

2.1.2 燒堿＋純堿加入量對原料提鎢、銣的影響

試驗固定高壓浸出使用原料量，高壓浸出時間3 h，浸出溫度為200℃，高壓浸出時礦漿液固比濃度為2∶1，進行燒堿＋純堿加入量的試驗，其結果見表3。

圖1 高壓浸出時燒堿加入量對提鎢、銣的影響

表3 高壓浸出時燒堿＋純堿加入量對提鎢、銣的影響

由表3看出，高壓浸出時，隨著燒堿＋純堿理論量的增加，銣浸出率逐漸增加，當燒堿加入量為理論量的1.5倍時，銣的浸出率可達80%左右；鎢的浸出率在燒堿量一定時，隨著純堿加入量的增加而逐漸升高，當純堿加入量為理論量的0.7倍時，鎢的浸出率可達96%以上。試驗中燒堿和純堿的加入量均很高，生產成本較高，同時，礦粉中螢石分解率依然較低。根據資料，礦粉用鹽酸預處理可以有效處理質量稍差的白鎢精礦，具有流程短、成本低等特點。

2.2 鹽酸預處理＋高壓堿浸工藝原理

酸預處理為目前工業處理白鎢精礦的主要方法，可以除去原料中附著的浮選藥劑及部分磷、砷、鉬、硫等雜質，可以改變礦物的物理結構或某些組分的化學形態，提高鎢精礦中WO3的品位，以有利于浸出過程［5］。

試驗中操作步驟是將礦粉用鹽酸預處理后，用水洗至pH值約為7，產出的鹽酸預處理渣繼續加堿高壓浸出，分析鎢、銣浸出率及螢石分解效果變化。

2.2.1 預處理鹽酸加入量提鎢、銣及分解螢石的影響

試驗中取干燥礦粉加入鹽酸預處理，調節礦漿pH值，在浸出溫度80℃下攪拌浸出4 h，真空抽濾，用水洗至pH值約為7。將酸預處理渣干燥后磨細，按照液固比3∶1，同時加入1.5倍理論量的燒堿＋0.5倍理論量的純堿調節礦漿，將礦漿倒入高壓釜內試驗，浸出溫度為230℃，浸出時間2 h，分析該流程試驗的鎢、銣浸出率及螢石的分解率。具體試驗結果對比如圖2所示。

圖2 鹽酸預處理＋高壓堿浸提鎢、銣及螢石的影響

由圖2看出，該礦粉經鹽酸預處理后，鎢、銣浸出率均有明顯的提高，其中鎢可達99%，銣可達83%以上；但礦粉中螢石分解效果仍然不高；同時目前的工藝參數在生產上難以實現，堿耗太高，螢石分解率較低，難以充分回收。

2.2.2 循環堿量的變化對高壓浸出提鎢、銣及分解螢石的影響

由以上鹽酸預處理＋高壓堿浸試驗看出，該工藝流程的堿耗較高，產出的浸出液鎢、銣品位較低，WO3約為22～25 g／L，Rb約為60～80 mg／L，含堿約為20～40 g／L。因此同時進行了高壓堿循環浸出試驗，考察了循環堿浸過程中鎢、銣浸出率、螢石分解率及浸出液中鎢、銣濃度的變化規律。

試驗取定量礦粉首先按照100%鹽酸預處理，80℃下攪拌浸出4h，真空抽濾，用水洗至pH值約為7。首先取定量預處理渣加入1.5倍燒堿＋0.5倍純堿，按照最佳的高壓浸出條件進行第一輪高壓浸出，高壓堿浸時液固比3∶1，浸出溫度為230℃，浸出時間2 h。將所產高壓浸出液按設計量加入第二批預處理渣完成第二輪高壓堿浸循環試驗，其它浸出條件不變，進行循環試驗堿耗對比試驗結果，如圖3所示。

由圖3看出，該礦粉采用鹽酸預處理＋高壓堿浸循環工藝提鎢、銣及分解螢石。在高壓堿浸循環工藝時，隨著循環堿的增加，鎢、銣的浸出率及螢石的分解率基本上保持不變，同時浸出液中鎢、銣含量分別升高至38.25 g／L、105.85 mg g／L，說明該工藝在純堿加入量不變后，燒堿的消耗可以適當地降低，對工業生產有積極的意義。

圖3 高壓堿浸循環工藝中循環堿的變化對鎢、銣浸出及螢石分解的影響

3 結 語

1.該伴生銣的含鎢螢石中礦，采用高壓堿浸工藝時效果與前期常壓下成熟的提鎢工藝相比，鎢、銣浸出率及螢石分解率均好。

2.采用鹽酸預處理后，將預處理渣用高壓燒堿＋純堿工藝后，當加入理論量1.5倍的燒堿和理論量0.5倍的純堿時，鎢浸出率可達96%，銣浸出率可達80%。經過循環試驗證實，高壓堿耗可以降低一半，浸出液中鎢、銣含量分別升高至38.25 g／L、105.85 mg g／L，螢石的分解率為50%左右。

［1］ 李洪桂.稀有金屬冶金學［M］.北京：冶金工業出版社，1990.

［2］ 楊大錦，廖元雙，彭秋燕，等.含銣石英—高嶺土加壓浸出研究［J］.云南冶金，2014，43（2）：55－57.

［3］ 楊利群.蘇打燒結法處理鎢礦及低品位廢鎢渣的研究［J］.中國鉬業，2008，（4）：25－27.

［4］ 肖超，劉景槐，吳海國.低品位鎢渣處理工藝試驗研究［J］.湖南有色金屬，2012，（4）：24－26.

［5］ 張啟修，趙秦生.鎢鉬冶金［M］.北京：冶金工業出版社，2005.18－21.

Research on Som e Low Grade Rubidium-fluorite Sheelite M idd ling by Pressure Leaching

LIU Zhen-nan
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

Some sheelitemiddling can not be used by atmospheric pressure alkaline leaching，soda agent and other processes to recovery tungent，rubidium and fluorite.Then we carried out the tests of high pressure caustic soda leaching，hydrochloric acid pretreatment with high pressure soda leaching process etc.Also，carried out the key influencing factors alkaliaddition condition test.After verification，first of all the samples be pretreated with 100% hydrochloric acid，then washing the pretreated slag to pH～7，adding 1.5 times of the theoretical amount of caustic soda and 0.5 times of the theoretical amount of soda.The tungsten leaching rate is 99.8%，the rate of rubidium is 84%，and the fluorite decomposition rate is50%.In tungent，rubidium and fluorite decomposition rate unchange，high pressure circulating leaching alkali consumption can be reduced by 50%.The process index is better，waste can be dischargedmeeting standards，and the economic benefit is obvious.

tungsten fluorite ore；tungent；rubidium；high pressure leaching

TF803.2＋1

A

1003－5540（2016）02－0033－03

劉振楠（1982－），工程師，主要從事冶金工藝研究工作。

2016－03－10