鉬泥廢料中提取鉬的工藝研究

任寶江

(金堆城鉬業股份有限公司金屬分公司，陜西西安710077)

鉬泥廢料中提取鉬的工藝研究

任寶江

(金堆城鉬業股份有限公司金屬分公司，陜西西安710077)

采用鉬泥廢料為原料，通過離心甩干、烘干分離、氧化焙燒等工藝步驟，對鉬泥廢料中的鉬進行了回收。采用該工藝流程生產的鉬酸銨產品各項指標達到了國家標準要求，回收率可達92.1%。

鉬泥廢料;焙燒;三氧化鉬;鉬酸銨

Abstract:Molybdenum was effectively recycled from molybdenum waste sludges through multistep processes，including centrifugal dewatering，drying，separation and subsequent calcination.Each index of the ammonium molybdates produced by this method reaches national standards and the recovery rate is up to 92.1%.

Key words:molybdenum sludge;calcinations;molybdenum trioxide;ammonium molybdate

0 前言

隨著科學技術的高速發展，鉬的應用領域越來越廣。從航天火箭發射到石油化工催化劑，從機械、電子、儀表、潤滑到冶金、汽車、醫學、環保等各個行業［1，2］。鉬已經成為人們當今生活中不可缺少的寶貴資源。由于其應用廣泛，因此其耗量越來越大，使有限的鉬資源日趨減少。近年來，鉬的價格持續攀升，一直處于高價位運行，無論從資源保護方面，還是尋求廉價的鉬原料方面出發，從工業鉬廢料中回收鉬的研究，具有重要的戰略意義［3］。國內外學者對石油化工、煉制工業實用的廢催化劑(鉬－鎳催化劑、鉬鈷催化劑)、鉬銅合金廢料、鉬絲廢料的鉬回收進行了大量的研究，取得較好的效果［4～6］。

現階段國內各鉬粉生產廠家為了節約資源，提高鉬的回收率，將生產過程中從地上清掃的落地料;車間打掃衛生水池、洗澡堂沉淀池、氫回收噴淋系統的沉淀池等撈出的廢料等等，均進行了收集［7］。但對該廢料中鉬的回收未進行深入研究，本文通過對該公司鉬泥廢料中鉬的回收利用進行了研究，對鉬資源的保護具有重要的指導意義。

1 試驗部分

1.1 原料情況

選取庫房現存的從沉淀池澇取的鉬廢料進行試驗，鉬廢料的體視照片見圖1，對廢料進行成分分析，其結果見表1。

圖1 鉬廢料的體視照片

表1 鉬粉廢料的化驗結果%

1.2 工藝步驟

針對該廢料為泥漿狀，且含水量較高的特點，選擇離心甩干、烘干、破碎、過篩等將物料中的棉絮去除并加工成較小的粒度，選擇合適的溫度進行氧化焙燒，盡可能的保證二氧化鉬、鉬粉全部轉化為三氧化鉬。三氧化鉬直接投入到鉬酸銨生產系統當中，經過凈化、酸沉生產出鉬酸銨產品。氨浸渣中由于含有較高成分含量的鉬，采用鹽酸進行熱浸出，沉出的鉬酸返回到氨溶凈化工序生產鉬酸銨。試驗的工藝流程簡圖如圖2所示。

圖2 鉬泥廢料回收的工藝流程

1.3 試驗設備

固定床焙燒爐(可通入空氣)、破碎機、碾子、旋振篩、酸鹽預處理設備、氨浸凈化設備、酸沉設備、離心機、烘干室等等。

1.4 試驗檢測設備

電子天平、分光光度計、原子吸收儀、箱式電阻爐。

2 試驗結果與討論

從鉬泥廢料中提取鉬的實驗過程中，影響回收率最主要的因素是烘干分離過程、焙燒過程和氨渣鉬渣的回收過程，對此進行了較為詳細的研究。

2.1 烘干方式和溫度的影響

鉬泥廢料首先在鉬酸銨生產系統中的蒸汽烘干房進行烘干，溫度80～95℃，烘干12 h后，發現該廢料依然很濕，烘干效果較差。產生上述原因，可能是該物料含水量太高、料層太厚，蒸發的水分在烘干房內除去不及時和水分無法從料中排出。隨后先采用離心甩干脫去物料中的游離水，在煅燒爐內進行烘干，烘干的效果見表2。

表2 不同溫度下物料烘干情況

根據表2的結果，同時考慮工業生產的實際情況，鉬泥廢料的烘干應采用先離心脫去游離水，再在100～120℃的溫度下烘干4～5 h即可。

2.2 鉬泥廢料粒度的影響

鉬泥廢料烘干后的體視照片見圖3。從圖3可以看出，鉬泥廢料中含有大量的棉絮和雜物，應盡可能的將其分離出來。因此首先將烘干后的物料進行碾碎，隨后過不同目數的篩網，過篩完后分別取400 g物料進行焙燒試驗，試驗結果見圖4。

圖3 鉬泥廢料烘干后的體視照片

圖4 不同粒度的400 g鉬泥料氧化焙燒后的重量

從圖4可以看出，物料的粒度越小，氧化的程度越好，物料增加的重量越多。物料粒度超過80目時，物料氧化轉化率相差不大。這是因為物料粒度越細，比表面越大，粉末的活性越高，越有利于物料的氧化。綜合考慮工業生產的實際情況，鉬泥廢料的烘干后應過80～100目篩網。

2.3 煅燒爐空氣流量的影響

鉬泥廢料經過篩后進行煅燒氧化，由于試驗設備為生產高純三氧化鉬的煅燒設備，沒有通氣口，就對該設備進行了簡單的改造，察看通氣量對氧化效果的影響，試驗數據如圖5所示。

圖5 不同空氣流量下4 000 g鉬泥料氧化焙燒后的重量

從圖5可以看出，焙燒時通入空氣后有利于物料的氧化，但空氣量不能太大，否則會引起物料的損失。這是因為鉬或二氧化鉬與空氣中的氧氣發生反應，空氣量越大，氧氣的含量越高，越有利于反應進行，但空氣量太大時容易將反應生成的三氧化鉬吹走，反而降低了鉬的回收率。綜合考慮工業生產的實際情況，鉬泥廢料氧化時在該設備的通氣量應控制在1.5～2.5 m3/h。

2.4 氧化焙燒溫度的影響

鉬泥廢料中的鉬主要是以二氧化鉬和鉬粉末顆粒組成，焙燒的目的就是將鉬顆粒盡可能的轉化為三氧化鉬，從而鉬能與氨水發生反應生成鉬酸銨并在堿性條件下除去重金屬離子。氧化焙燒的溫度對鉬提取率的影響見圖6。

圖6 氧化焙燒溫度對鉬提取率的影響

由圖6看出，隨著焙燒溫度的升高，鉬的提取率也隨之升高，但溫度超過600℃時提取率反而下降，其原因是二氧化鉬和鉬粉末轉化為三氧化鉬后，又顯著揮發的緣故。因此最適宜的溫度應為550℃。

3 擴大試驗

擴大試驗采用最佳的工藝條件進行，工藝步驟根據圖2的工藝路線進行，共投入鉬泥廢料500 kg，其中鉬金屬量為242 kg;整個試驗過程中共回收鉬酸銨387.57 kg，其中鉬金屬量為223 kg，鉬金屬在整個加工過程的回收率約為92.1%，回收物料的物化指標見表3，產品指標符合國家標準的要求。

表3 回收鉬酸銨的物化指標%

4 結論

本文重點探討了鉬泥廢料回收過程中影響鉬回收率的主要因素。生產實踐證明，通過烘干分離、氧化焙燒，再投入鉬酸銨生產系統進行鉬泥廢料的回收是可行的，達到了綜合回收鉬金屬的目的，取得較好的經濟效益。

［1］安徽冶金科學研究所，鉬冶金譯文集［M］.1982:187－189.

［2］羅振中.鉬的應用及其發展［J］.中國鉬業，2003，27(2):7－l0.

［3］Iorio L，et al.Doped particle characterization and bubble evolution in aluminum silicon doped molybdenum wire［J］.Metal Mater Trans A，2002，33(11):3349.

［4］柳松，古國榜.鎳基高溫合金廢料的回收［J］.無機鹽工業，1997，(2):38－39.

［5］曾建輝，申友元.利用廢鉬回收生產鉬精細化工產品［J］.中國鉬業，1999，23(6):46－48.

［6］施友富，張邦勝.鉬酸銨生產系統三廢治理過程中的鉬回收.有色金屬［J］.2003，55(3):65－67.

［7］唐傳久.鉬鹽生產廢水中鉬的回收［J］.中國鉬業，2002，22(1):42－46.

STUDY ON THE EXTRACTION OF MOLYBDENUM FROM MOLYBDENUM SLUDGE

REN Bao－jiang(Metal Branch，Jinduicheng Molybdenum Co.，Ltd.，Xi＇an 710077，Shaanxi，China)

TF125.2+4

A

1006－2602(2011)01－0012－03

2010－12－17

任寶江(1967－)，男，工程碩士，冶煉高級工程師，現任金堆城鉬業股份有限公司鉬金屬材料工業園項目指揮部副指揮長。