河南某氧化鉬礦石堆浸試驗研究

曹 亮，劉 燕，蔣麗娟,于 晨

(1.西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

(2.中國石油大學化學化工學院，山東 青島 266580)

0 引 言

自然界中含鉬礦物種類較多，已知的鉬礦物約有20多種，常見的含鉬礦物包括輝鉬礦、鉬鉛礦、鉬酸鈣礦等[1]。對于具有較好可浮性的單一輝鉬礦，通常采用烴油作為捕收劑，對其中進行浮選回收。而對可浮性極差的氧化鉬礦石，采用浮選工藝進行回收時，浮選精礦質量、浮選回收率等選礦指標較差。因此，大量的氧化鉬礦石被浪費。

氧化鉬易溶于堿性溶液，溶解后以鉬酸根、鉬酸鹽的形式存在于溶液中。溶液中的鉬酸根達到一定的濃度后即可通過萃取—反萃的工藝進行回收，并最終制取鉬酸銨產品。因此，對于氧化鉬礦石，在鉬金屬價格較高時，可通過粗碎—堆浸—萃取—反萃—酸沉的濕法冶金工藝對其中的鉬進行回收，并制得鉬酸銨產品。浸出尾渣，可繼續對其中的其他有價金屬元素進行回收或用于制造建筑材料。采用上述的工藝流程對高氧化率的鉬礦石進行回收，可獲得較高的技術指標及經濟效益。

1 礦石性質

將試驗用礦樣進行混勻后取樣進行X-射線衍射分析、光譜分析、化學分析及鉬、鉛物相分析等礦石性質分析研究工作。X-射線衍射結果見圖1，分析結果見表1，光譜分析結果見表2，鉛、鉛物相分析結果見表3。

圖1 X-射線衍射圖

表1 X-射線衍射結果

表2 原礦光譜分析結果

表3 原礦鉛物相分析結果

該氧化鉬鉛礦石中，鉬品位為0.12%，鉛品位為0.36%。由表1及表2結果可知：礦石中主要有價金屬礦物為含鉬、含鉛礦物，礦石中主要脈石礦物為石英、鉀長石、螢石，蒙脫石及絹云母。由表3鉬、鉛物相分析結果可知：鉬以氧化相為主，其中鉬氧化鉬占70.43%，鉬鎢鈣等相占8.70%，硫化相占20.87%。鉛以硫化相為主，其中硫化相占64.43%，結合相占16.53%，氧化相占19.05%。該礦石樣品中的鉬、鉛礦物難以通過傳統的浮選工藝進行回收，較適宜采用濕法冶金—浮選聯合工藝進行回收。

2 試驗樣品制備及工藝選擇

浸出工藝流程通?？煞譃槿嘟雠c堆浸兩種方式。全泥浸出需利用球磨機將礦石磨至適宜的粒度后再進行浸出，該工藝生產成本較高。堆浸工藝僅需將礦石破碎至較適宜的粒度，筑堆后將浸出液噴淋至礦石表面進行浸出，該工藝生產成本較低。該礦石中鉬、鉛等有價金屬元素含量較低，附加值低，需最大限度降低浸出的生產成本，才可體現出該礦石的經濟價值。因此，本次試驗確定采用堆浸工藝。試驗前將所采集的礦石樣品充分混勻后，分別破碎至-15 mm、-10 mm、-5 mm、-3 mm，用于浸出試驗。

理論上，加溫浸出對提高鉬浸出率有益。該鉬礦采選生產處理量需達到10 000 t/d以上，加溫浸出存在成本高、現場難以實現等技術問題，因此本試驗研究均為常溫浸出。

3 堆浸條件試驗

3.1 浸出劑種類試驗

為考察浸出劑種類對浸出率的影響，進行浸出劑種類試驗。試驗過程中，保持礦石粒度-5 mm、液固比2∶1、堆浸溫度及堆浸時間等條件不變。氧化鉬易溶于堿性溶液，通常采用堿性溶液進行浸出。浸出劑通常為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或氨水。綜合考慮浸出效率、環保、安全因素的要求，確定試驗浸出劑為濃度20%碳酸鈉溶液與濃度1%氫氧化鈉溶液。浸出劑種類探索試驗工藝流程見圖2，浸出率計算結果見表4。

圖2 浸出劑種類條件試驗工藝流程

表4 浸出劑種類試驗結果 %

由表4可知：在保持的礦石粒度、浸出時間、浸出液固比、浸出溫度等條件不變的情況下，采用濃度20%碳酸鈉溶液作為浸出劑與采用濃度1%氫氧化鈉溶液作為浸出劑相比，鉬總浸出率與氧化鉬浸出率均較低。其中，鉬總浸出率低16.65百分點，氧化鉬浸出率低24.69百分點。針對該礦石較適宜的浸出劑為濃度1%氫氧化鈉溶液。

3.2 堆浸液固比條件試驗

為考察堆浸液固比與鉬浸出率關系，進行堆浸液固比條件試驗。試驗過程中，保持礦石粒度-5 mm，浸出劑為濃度1%氫氧化鈉溶液，堆浸溫度為室溫等條件不變，考察不同堆浸液固比條件下鉬浸出率變化。堆浸液固比條件試驗工藝流程見圖2，試驗結果見表5。

表5 堆浸固液比條件試驗結果

由表5可知：隨堆浸液固比增大，總鉬浸出率及氧化鉬浸出率逐漸降低。針對該礦石較適宜的堆浸液固比為1∶1。

3.3 堆浸粒度試驗

為考察堆浸粒度對鉬浸出率的影響，進行堆浸粒度試驗。將-15 mm、-10 mm、-5 mm、-3 mm粒級的礦石分別進行堆浸。浸出劑為濃度1%氫氧化鈉水溶液，液固比為1∶1，浸出溫度為室溫。堆浸粒度條件試驗工藝流程見圖2，堆浸粒度試驗堆浸渣化驗結果見表6，堆浸粒度條件試驗結果見表7。

表6 堆浸渣化驗結果

表7 堆浸粒度條件試驗結果

由表6和表7可知：在保持浸出劑為濃度1%氫氧化鈉溶液，液固比1∶1，浸出溫度為室溫等條件不變的情況下，隨礦石堆浸粒度變粗，鉬總浸出率、氧化鉬浸出率逐漸降低。鉛浸出率隨堆浸粒度增加先降低后升高。鉛礦物被浸出進入浸出液中，會對后續制備鉬酸銨工藝產生不利影響，易引起鉬酸銨產品中鉛含量超標。因此，綜合考慮，確定浸出粒度為-5mm。

3.4 堆浸時間試驗

為考察堆浸時間對浸出率的影響，進行堆浸時間試驗。堆浸時間試驗工藝參數為浸出液固比1∶1，堆浸粒度為-5 mm，浸出液為濃度1%氫氧化鈉溶液，浸出溫度為室溫。每24 h取一次浸出渣樣品浸出化驗分析。通過考察浸出渣中鉬品位變化，判斷該礦石較適宜的堆浸時間，試驗結果見表8。

由表8可知：當堆浸時間達到144 h后，浸出渣中鉬品位達到0.045%，并不再隨浸出時間延長而降低，已達到浸出終點。因此，確定堆浸時間為144 h。

表8 堆浸時間試驗結果

4 浸出液中鉬制取鉬酸銨探索試驗

浸出液中的鉬以鉬酸根形式存在，同時含有一定量的鉛離子及硅酸根離子。溶液中的鉬需采用萃取—反萃工藝進行回收及提純。在進行鉬萃取前，需將浸出液中的鉛離子及硅酸根離子通過濃縮結晶及化學沉淀方法進行脫除。浸出液中鉬回收探索試驗工藝流程見圖3，試驗結果見表9，浸出液中鉬萃取—反萃回收率計算結果見表10，鉬酸銨主要元素分析結果見表11。

圖3 浸出液中鉬回收探索試驗工藝流程

表9 浸出液中鉬回收探索試驗結果 mg/L

表10 浸出液鉬回收率計算結果 %

表11 鉬酸銨主要元素分析結果 %

由表9和表10可知：在萃取相比O∶A=1∶3，反萃相比O∶A=2∶1條件下，該浸出液中鉬萃取率為89.89%，反萃率為94.46%，浸出液中鉬回收率為84.91%。由表11可知：反萃溶液經過酸沉處理后，最終得到鉬酸銨產品，產品達到一級鉬酸銨產品質量要求。

5 結 論

(1)原礦性質分析結果表明:該氧化鉬鉛礦石中，主要金屬礦物為鉬、鉛礦物。鉬品位為0.12%，鉛品位為0.36%。鉬以氧化相為主，其中氧化鉬占70.43%。鉛以硫化相為主，其中硫化鉛占64.43%。

(2)該氧化鉬鉛礦石以濃度1%氫氧化鈉溶液為浸出劑，在堆浸粒度為-5 mm，浸出液固比為1∶1，堆浸時間為144 h，浸出溫度為室溫的最佳條件下，可獲得總鉬浸出率60.83%，氧化鉬浸出率為90.12%的堆浸技術指標。

(3)浸出液中的鉬可通過濃縮—萃取—反萃—酸沉的工藝進行回收，可獲得鉬萃取率為89.89%，反萃率為94.46%，浸出液中鉬回收率為84.91%的技術指標。制取的鉬酸銨產品符合國標一級鉬酸銨產品要求。

(4)該氧化鉬鉛礦石采用粗粒級堆浸方式對其中的氧化鉬礦物及少量的氧化鉛礦物進行了浸出。礦石中仍然含有少量的硫化鉬礦物及硫化鉛礦物。該部分硫化礦物可繼續通過磨礦—浮選的方式進行回收。對于不含或硫化礦物含量較少的礦石，采用粗粒級堆浸方式回收其中的氧化鉬礦物后，可用于生產建筑材料。