用堿法從低品位難選輝鉬礦中浸出鉬的試驗研究

周根茂，曾毅君，孟 舒

（核工業北京化工冶金研究院，北京 101149）

輝鉬礦是重要的鉬礦資源。目前，高品位、易分選輝鉬礦資源廣泛采用傳統的浮選—氧化焙燒—氨浸工藝進行冶煉，但隨著可利用高品位鉬礦資源越來越少，從低品位、難分選鉬礦資源中回收鉬，傳統工藝面臨越來越嚴峻的挑戰。

次氯酸鈉氧化分解法具有反應溫度低、活性高、選擇性強等優點，近年來備受關注［1－5］，但針對低品位輝鉬礦的研究結果表明，仍存在鉬浸出率偏低、浸出周期偏長的問題。因此，針對我國河南省某低品位輝鉬礦，進行了常規堿法攪拌浸出、拌堿熟化浸出試驗，以期為低品位難選輝鉬礦的開發提供一種可供選擇的方法。

1 礦樣性質

試驗礦樣取自河南某低品位鉬礦。礦石中金屬礦物主要為褐鐵礦、鉬華、輝鉬礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要為石英、方解石、鉀長石、斜長石等。礦石主要成分見表1，鉬礦物物相分析結果見表2。

表1 河南某低品位鉬礦石化學分析結果 %

表2 礦石中鉬礦物物相分析結果

礦石中，90%以上的鉬以輝鉬礦形式存在。鈣、鎂等碳酸鹽耗酸物質含量較高（CO2質量分數高達5．24%），酸浸時酸耗較高，堆浸時也會出現板結等現象，影響礦堆的滲透性，造成浸出周期長、浸出率低等問題，不宜采用酸浸工藝。

礦石篩析結果見表3。可以看出，鉬的分布范圍較寬，－0．71mm以下礦石各粒級均含有一定量的鉬，粒度越細，鉬品位越高。

表3 礦樣篩析結果

2 試驗方法

2．1 常規堿法攪拌浸出

稱取一定量磨細后的礦樣置于燒杯中，加一定量水制漿，再加浸出劑和氧化劑，攪拌。浸出后的礦漿用布氏漏斗真空過濾，濾液取樣分析。用2倍礦石質量的pH＝1的酸化水（或5g／L氫氧化鈉溶液）洗滌濾餅。洗后濾餅烘干，細磨至0．074mm以下送分析。

2．2 拌堿熟化柱浸

稱取一定量破碎后的礦樣與一定量高濃度NaOH和NaClO溶液，以一定的液固體積質量比充分拌和（即拌堿）。NaOH均勻浸潤的濕礦石在常溫下靜置一段時間（即熟化）后裝柱，用一定濃度的NaOH溶液進行噴淋浸出。測量各柱每天浸出液體積并取樣分析鉬質量濃度，測定pH。當浸出液鉬質量濃度小于50mg／L時浸出結束，卸柱后取渣樣送分析。

3 試驗結果及討論

3．1 堿法攪拌浸出

分別采用碳酸鈉和氫氧化鈉作浸出劑從礦石中浸出鉬。堿法浸出的關鍵在于氧化劑的選擇。

堿性介質中，KMnO4、NaClO3、NaClO、O2等常用氧化劑的標準電位分別如下：

可知，堿性介質中，ClO－的氧化性最強，因此，堿法攪拌浸出時選擇NaClO作氧化劑。

3．1．1 浸出劑用量對鉬浸出率的影響

礦樣細磨至－150目，控制液固體積質量比為2．0L／kg，NaClO用量為2%，室溫（15℃）下浸出24h，碳酸鈉及氫氧化鈉用量對鉬浸出率的影響試驗結果見表4。可以看出：以Na2CO3作浸出劑，其用量即使提高至8%，鉬浸出效果仍不理想，浸出率不到30%；而用NaOH作浸出劑，氫氧化鈉加入量為5%時，鉬浸出率已達90%以上，浸出效果較好。

表4 礦石堿法攪拌浸出試驗結果

3．1．2 氧化劑用量對鉬浸出率的影響

礦樣細磨至－150目，控制液固體積質量比為2．0L／kg，室溫下浸出24h，NaOH 用量為3%。NaClO用量對鉬浸出率的影響試驗結果見表5。

表5 氧化劑NaClO用量對鉬浸出率的影響試驗結果

從表5看出：隨氧化劑次氯酸鈉用量加大，鉬浸出率提高；次氯酸鈉用量為3%時，礦石浸出率達90%左右。

3．2 拌堿（NaOH）熟化浸出

輝鉬礦礦石中拌入堿并熟化一段時間，通過高濃度堿和氧化劑的同時作用，對鉬礦物進行有效分解，實現鉬的高效浸出。

3．2．1 拌堿熟化攪拌浸出

3．2．1．1 拌堿量對鉬浸出率的影響

礦樣細磨至－150目，室溫（15℃）下熟化24 h，NaClO用量為2%，拌水量為20%。浸出時，控制液固體積質量比為2．0L／kg，浸出時間24 h。拌堿量對鉬浸出率的影響試驗結果見表6。

表6 拌堿量對鉬浸出率的影響試驗結果

從表6看出，拌堿（NaOH）熟化對鉬浸出效果影響較大：拌堿量大于1．5%，渣中鉬品位可降至0．01%以下，鉬浸出率在91%以上。

3．2．1．2 氧化劑用量對鉬浸出率的影響

礦樣細磨至－150目，室溫（15℃）下熟化24 h，NaOH用量為1．5%，拌水量為20%；浸出時，液固體積質量比為2．0L／kg，浸出時間24h。NaClO用量對鉬浸出率的影響試驗結果見表7。可以看出，氧化劑用量對鉬的拌堿熟化浸出影響較大，氧化劑用量大于1．5%時，鉬浸出率可達90%左右。

表7 NaClO用量對鉬浸出率的影響試驗結果

3．2．2 拌堿熟化柱浸

礦石粒度為－3、－5mm，浸出柱為φ50mm×2 000mm，礦石質量均為5kg；礦石粒度為－8 mm，浸出柱為φ100mm×2 000mm，礦石質量為20kg。

試驗條件：每t礦石拌入氫氧化鈉5．6kg，次氯酸鈉5．0kg，拌水7%，熟化時間為5d，溫度為室溫，浸出劑為4g／L氫氧化鈉溶液，每t礦石日噴淋量為0．1m3，噴淋強度為20L／（m2·h）。

3．2．2．1 拌堿量對鉬浸出率的影響

拌堿量對鉬浸出率的影響試驗結果見表8。可以看出：拌堿熟化不僅可大幅提高鉬浸出率，而且有利于提高浸出液中鉬質量濃度峰值并縮短浸出周期，鉬浸出率可達90%左右。

表8 拌堿量對鉬浸出率的影響試驗結果

3．2．2．2 氧化劑用量對鉬浸出率的影響

次氯酸鈉用量對鉬浸出率的影響試驗結果見表9。可以看出：隨氧化劑用量增加，鉬浸出率提高；次氯酸鈉用量超過5．0kg／t時，鉬浸出率提升幅度較小。因此，次氯酸鈉用量以5．0kg／t礦石為宜。

表9 次氯酸鈉用量對鉬浸出率的影響試驗結果

3．2．2．3 礦石粒度對鉬浸出率的影響

礦石粒度對鉬浸出率的影響試驗結果見表10。可以看出，礦石粒度是影響鉬浸出率的重要因素之一：礦石粒度減小有利于鉬的浸出并有利于縮短浸出周期；但礦石粒度小于5mm后，鉬浸出率提高幅度不大。考慮到破礦成本等因素，確定礦石粒度以－5mm為宜。

表10 礦石粒度對鉬浸出率的影響試驗結果

3．2．2．4 熟化時間對鉬浸出率的影響

熟化時間對鉬浸出率的影響試驗結果見表11。可以看出：熟化時間延長，有利于浸出周期縮短，鉬浸出率提高；熟化時間從2d增加到5d，鉬浸出率提高顯著，浸出時間縮短12d；繼續延長熟化時間，鉬浸出率和浸出周期均變化不大。因此，確定熟化時間以5d為宜。拌堿熟化5d時的鉬浸出率及浸出液中鉬質量濃度如圖1、2所示。

表11 熟化時間對鉬浸出率的影響試驗結果

圖1 鉬浸出率與浸出時間的關系

圖2 浸出液中鉬質量濃度與浸出時間的關系

4 結論

該低品位鉬礦石分選性能較差，無法通過浮選等方法富集鉬。礦石中碳酸鹽含量較高，不宜采用酸法浸出。

采用拌堿熟化浸出，鉬浸出率可達90%左右；采用拌堿熟化柱浸，適當延長熟化時間，可大幅度縮短浸出時間，浸出液中鉬質量濃度達5 g／L以上，有利于后續回收鉬。

常規堿法攪拌浸出及拌堿熟化柱浸都可得到較高的鉬浸出率，但拌堿熟化柱浸浸出液中鉬質量濃度峰值較高，有利于后續鉬的回收，因此推薦采用拌堿熟化堆浸工藝處理低品位輝鉬礦礦石。

［1］有色金屬提取冶金手冊編輯委員會．有色金屬提取冶金手冊：上冊［M］．北京：冶金工業出版社，2005：317－320．

［2］張文鉦，康泰成，黃憲法．鉬冶煉［M］．西安：西安交通大學出版社，1991：126－127．

［3］楊金平．礦物化學處理及其在輝鉬礦選冶工藝中的應用［J］．中國鉬業，1998，22（3）：31－33．

［4］鄒平，趙有才，杜強，等．金堆城低品位輝鉬礦的可浸性［J］．有色金屬，2007，59（1）：59－62．

［5］孫鵬．用加壓氧化法從鉬精礦中浸出鉬的試驗研究［J］．濕法冶金，2013，32（1）：16－19．